Vruchtbaarheid voedselgewassen lijdt onder klimaatverandering

De productie van voedsel zoals tarwe, tomaten of appels is in sterke mate afhankelijk van de vruchtbaarheid van hun bloemen: na de bevruchting ontstaan immers de zaden en vruchten die we consumeren. Die vruchtbaarheid is erg gevoelig aan de weersomstandigheden: met name de omgevingstemperatuur speelt een belangrijke rol.

Uit onderzoek van de Universiteit Gent blijkt dat hoge temperaturen tijdens de bloei een effect hebben op de genetica van pollen. Bij de vorming van de voortplantingscellen in het pollen loopt iets mis, waardoor ze niet het juiste aantal chromosomen hebben.

Professor Danny Geelen: “Ons onderzoek heeft aangetoond dat zelfs een tijdelijke toename in temperatuur al een negatief effect heeft op de vruchtbaarheid. De genetische afwijkingen in de voortplantingscellen veroorzaken defecten in de zaden en vruchten die eruit groeien. En dat is al het geval wanneer de temperatuur maar gedurende enkele uren stijgt.”

Te laat zichtbaar

De getroffen planten hebben vaak kleinere vruchten, zoals bij tomaten, of de vruchten zijn misvormd, zoals bij peren en aardbeien vaak gebeurt. Er wordt minder of zelfs helemaal geen zaad gevormd, of het zaad bevat minder zetmeel.

“Het probleem wordt pas zichtbaar wanneer de vruchten zich vormen, minstens tien dagen na de vorming van de defecte voortplantingscellen”, aldus prof. Geelen. “Maar dan is het grootste werk door de telers al gebeurd. Op dat moment is het voor hen te laat om hun gewassen nog te redden.”

Ook in serres

Zelfs in serres, waar de bewatering automatisch aangepast kan worden aan de buitentemperatuur, treedt dit fenomeen op. De koelende werking van het water kan niet verhelpen dat de temperatuur op bepaalde cruciale momenten te hoog oploopt.

Geelen: “Vorig jaar hebben Belgische gewassen geleden onder meerdere hittegolven. Serretomaten vertoonden duidelijk kleinere vruchten, waardoor ze niet meer geschikt waren voor verkoop.”

De tomaten links zijn normaal gevormd. Bij de tomaten rechts stammen de oudste exemplaren (dichts bij de steel) uit defecte voortplantingscellen. Zij zijn beduidend kleiner dan de later gevormde exemplaren.

Toenemend probleem voor lokale voedselproductie

De verminderde vruchtbaarheid is momenteel vooral een probleem bij gewassen die het hele jaar door geteeld worden, en die dus ook in de zomermaanden bloeien, wanneer de temperatuur makkelijk te hoog kan oplopen. Dat is bijvoorbeeld het geval bij tomaten, courgettes en komkommers. Maar als de temperaturen in april en mei ook almaar hoger oplopen kunnen we verwachten dat de gewassen die op dat moment bloeien ook vaker getroffen zullen worden.

“Het probleem neemt steeds toe”, merkt professor Geelen op. “Bedrijven uit de land- en tuinbouwsector nemen steeds meer contact op met wetenschappers om uit te zoeken wat mogelijke oplossingen kunnen zijn om deze vruchtbaarheidsdefecten te vermijden.”

“Het is een complex vraagstuk dat in het kader van de klimaatverandering belangrijker zal worden. Onze lokale voedselproductie lijdt hieronder. Wie belang hecht aan het feit dat ons voedsel lokaal geteeld wordt, moet ook aandacht hebben voor het welzijn van de teler. Zij zijn hier het grootste slachtoffer van.”

Voordelig voor plantenveredeling

Voor de plantenveredeling is de ontdekking evenwel goed nieuws.

“Niet alle genetische wijzigingen draaien slecht uit”, aldus Geelen. “Door te veredelen met planten die aan hoge temperaturen zijn blootgesteld, krijgen we een extra bron van variatie, waaruit we dan de interessantste planten kunnen selecteren in de zoektocht naar nieuwe rassen die bijvoorbeeld beter aangepast zijn aan ziekte of stress.”

Mogelijk is dat onmiddellijk ook een verklaring voor het effect van temperatuur op vruchtbaarheid. Hitte is sowieso een stress-factor voor planten, dus de extra genetische variatie in de nakomelingen van planten, kan de kans vergroten dat minstens één van de nakomelingen daar beter tegen bestand is.