Pollen — Een ramp of een wonder?

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN AUSTRALIË

Hatsjie! Dat geluid, in combinatie met tranende, jeukende ogen en een geïrriteerde loopneus, kondigt voor miljoenen mensen de komst van de lente aan. Hun allergie is meestal het gevolg van een atmosfeer die vol zit met pollen (stuifmeel). De BMJ (voorheen British Medical Journal) schat dat in geïndustrialiseerde landen één op de zes mensen een pollenallergie heeft, oftewel aan hooikoorts lijdt. Dat aantal hoeft geen verbazing te wekken gezien de duizelingwekkende hoeveelheid stuifmeel die door planten aan de lucht wordt toevertrouwd.

Wetenschappers schatten dat alleen al de sparrenbossen in het zuidelijkste derde deel van Zweden zo’n 75.000 ton stuifmeel per jaar afgeven. Een enkele ambrosiaplant, de nachtmerrie van Noord-Amerikaanse hooikoortspatiënten, kan een miljoen stuifmeelkorrels per dag produceren. Door de wind meegevoerd stuifmeel van de ambrosia is op een afstand van wel 3 kilometer boven de aarde en 600 kilometer uit de kust aangetroffen.

Maar waarom brengt stuifmeel bij sommige mensen een allergische reactie teweeg? Laten we voordat we die vraag beantwoorden eens kijken naar het verbazingwekkende ontwerp dat in deze piepkleine korrels wordt aangetroffen.

Korreltjes vol leven

Volgens The Encyclopædia Britannica wordt stuifmeel „in de helmknop, of het mannelijke orgaan, van zaaddragende planten gevormd en op verschillende manieren (door wind, water, insecten, enz.) naar de stamper, of het vrouwelijke orgaan, getransporteerd, waar de bevruchting plaatsvindt”.

Bij bloeiende planten bestaan stuifmeelkorrels uit drie afzonderlijke delen — een kern van zaadcellen en twee lagen die de wand van de korrel vormen. De taaie buitenste laag kan moeilijk worden afgebroken en is bestand tegen sterke zuren, basen en zelfs intense hitte. Niettemin is stuifmeel op enkele uitzonderingen na maar een paar dagen of weken kiemkrachtig. De taaie wand kan echter duizenden jaren intact blijven. Vandaar dat er volop stuifmeelkorrels in de aardbodem kunnen worden aangetroffen. In feite hebben wetenschappers veel over de geschiedenis van het plantenleven op aarde geleerd door stuifmeel te onderzoeken in bodemmonsters die op diverse diepten waren genomen.

 Dankzij de kenmerkende buitenkant van stuifmeelkorrels kan die geschiedenis ook vrij nauwkeurig zijn. Afhankelijk van het soort stuifmeel kan de wand glad of rimpelig zijn, een patroon hebben of bedekt zijn met stekels en knobbels. „Voor identificatiedoeleinden is elke stuifmeelsoort net zo betrouwbaar als een vingerafdruk van een mens”, zegt Vaughn Bryant jr., hoogleraar in de antropologie.

Hoe plantenbestuiving werkt

Als een stuifmeelkorrel eenmaal in contact komt met de stempel, het uiteinde van de stamper, zorgt een chemische reactie ervoor dat de stuifmeelkorrel uitzet. Daaruit vormt zich een buis die omlaag groeit naar de zaadknop. Vervolgens gaan zaadcellen vanuit de stuifmeelkorrel via de buis naar de zaadknop, zodat er een bevrucht zaadje gevormd wordt. Als het zaadje is volgroeid, hoeft het alleen maar in de juiste omgeving terecht te komen om te ontspruiten.

Hoewel een aantal zaaddragende planten mannelijk óf vrouwelijk is, brengen de meeste stuifmeel én zaadknoppen voort. Sommige planten zijn zelfbestuivend, andere doen aan kruisbestuiving door stuifmeel op andere planten van dezelfde soort of van een nauw verwante soort over te brengen. De planten die aan kruisbestuiving doen, „vermijden vaak zelfbestuiving door hun pollen te verspreiden voor of nadat de stempel op dezelfde plant daar ontvankelijk voor is”, zegt de Britannica. Andere hebben de chemische middelen om het verschil tussen hun eigen stuifmeel en dat van een andere plant van dezelfde soort te kunnen onderscheiden. Zodra ze hun eigen stuifmeel bespeuren, zorgen ze ervoor dat dit onwerkzaam wordt, vaak door de ontwikkeling van de stuifmeelbuis te belemmeren.

In een gebied waar een verscheidenheid aan plantenleven bestaat, kan de lucht een ware cocktail van stuifmeel zijn. Hoe halen planten daar nu het stuifmeel uit dat ze nodig hebben? Sommige gebruiken daarvoor ingewikkelde beginselen van de aërodynamica. Neem bijvoorbeeld de dennenbomen.

Het oogsten van de wind

Mannelijke dennenappels, of kegels, groeien in groepen en geven als ze volgroeid zijn grote hoeveelheden stuifmeel af aan de wind. Wetenschappers hebben ontdekt dat vrouwelijke kegels in samenwerking met de dennennaalden eromheen de luchtstroom zo leiden dat het stuifmeel dat in de lucht zweeft op de voortplantingsvlakken van de kegels neerwervelt. Bij ontvankelijke vrouwelijke exemplaren kan het stuifmeel hiermee in contact komen wanneer de schubben iets opengaan en uit elkaar gaan staan.

 Karl Niklas, een wetenschappelijk onderzoeker, heeft de aëronautische talenten van dennenappels uitgebreid getest. Hij schreef in het tijdschrift Scientific American: „Ons onderzoek laat zien dat de unieke vorm van de kegel die door elke plantensoort wordt geproduceerd kenmerkende wijzigingen in de luchtstromingen veroorzaakt . . . Zo heeft ook elke stuifmeelsoort een karakteristieke grootte, vorm en dichtheid, waardoor er een unieke wisselwerking ontstaat tussen het stuifmeel en de turbulentie.” Hoe effectief zijn die technieken? Niklas zegt: „De meeste kegels die we bestudeerd hebben, filterden hun ’eigen’ stuifmeel uit de lucht, maar niet dat van andere soorten.”

Natuurlijk gebruiken niet alle planten de wind voor hun bestuiving — tot grote opluchting van allergiepatiënten! Veel planten maken gebruik van dieren.

Verleid door nectar

Planten die door vogels, kleine zoogdieren en insecten worden bestoven, gebruiken meestal haakjes, stekels of plakkerige draden om stuifmeel aan het lijf van de foeragerende bestuivers te laten kleven. Een harige hommel bijvoorbeeld kan in één keer wel 15.000 stuifmeelkorrels meevoeren!

In feite blinken bijen het meest uit als bestuivers van bloeiende planten. Als tegenprestatie belonen de planten de bijen met zoete nectar en pollen. Die pollen verschaffen proteïnen (eiwitten), vitaminen, mineralen en vetten. Als toppunt van samenwerking bezoeken bijen in één vlucht misschien wel meer dan 100 bloemen, maar ze zullen slechts van één bloemsoort pollen en/of nectar verzamelen totdat ze voldoende hebben verzameld of totdat de voorraad op is. Dit opmerkelijke instinctieve gedrag zorgt voor een efficiënte bestuiving.

 Gefopt door bloemen

In plaats van zoete lekkernijen aan te bieden, verlaten sommige planten zich op ingewikkelde trucs om insecten tot bestuiving te verleiden. Neem bijvoorbeeld de Drakaea elastica die in Western Australia groeit. De bloem van deze orchidee heeft een centraal kroonblad dat zelfs voor het menselijk oog nauwelijks te onderscheiden is van het mollige, vleugelloze vrouwtje van de thynnus-wesp. De bloem scheidt zelfs een chemische imitatie van het seksferomoon (lokstof) van de echte vrouwtjeswesp af! Aan het eind van de steel, net boven dit verleidelijke lokaas, zitten kleverige stuifmeelzakjes.

Een mannelijke thynnus-wesp zal, aangetrokken door de geur van het imitatieferomoon, het lokaas vastpakken in een poging met „haar” weg te vliegen. Maar als hij opstijgt, komen hij en zijn ’aanstaande’ door zijn vaart al tuimelend precies in de kleverige stuifmeelzakjes terecht. Als hij zijn vergissing inziet, vliegt hij weg bij het lokaas, dat handig aan een scharnier vastzit, waardoor het weer op zijn plaats valt. Bij het volgende exemplaar van deze orchideeënsoort dat hij tegenkomt, laat hij zich echter opnieuw voor de gek houden. Maar dit keer bestuift hij de orchidee met het stuifmeel dat hij bij zijn vorige ontmoeting heeft meegenomen.

Als er echter vrouwelijke thynnus-wespen actief zijn, zullen de mannetjeswespen zonder uitzondering een van die wespen kiezen en niet de nepwesp. Het is gunstig dat de orchidee een aantal weken voordat de vrouwtjeswespen uit hun ondergrondse pop kruipen, tot bloei komt, waardoor de bloem een tijdelijke voorsprong heeft.

Waarom zijn sommige mensen allergisch?

Waarom zijn sommige mensen allergisch voor stuifmeel? Als kleine stuifmeelkorrels zich in de neus nestelen, worden ze omgeven met een laag kleverig slijm. Van daar uit gaan ze naar de keel, waar ze worden doorgeslikt of uitgehoest, zodat iemand er gewoonlijk geen nadelige gevolgen van ondervindt. Maar soms prikkelt stuifmeel het immuunsysteem.

Het probleem zit hem in stuifmeelproteïnen. Om de een of andere reden beschouwt het immuunsysteem van allergiepatiënten de proteïne van een bepaalde stuifmeelsoort als een bedreiging. Hun lichaam reageert daarop door een kettingreactie op gang te brengen waardoor mestcellen, die in lichaamsweefsel worden aangetroffen, buitensporige hoeveelheden histamine gaan afgeven. Histamine maakt dat bloedvaten zich verwijden en poreuzer worden zodat ze vloeistoffen lekken die rijk zijn aan immuuncellen. Onder normale omstandigheden gaan die immuuncellen naar de plek van een wond of een infectie waar ze de verwijdering van schadelijke indringers uit het lichaam bevorderen. Maar bij allergiepatiënten geeft het stuifmeel een vals alarm af dat wordt omgezet in een geïrriteerde loopneus, opgezet weefsel en tranende ogen.

Onderzoekers menen dat mensen de aanleg voor allergie van hun ouders erven, hoewel de aanleg niet aan een specifieke allergie-veroorzakende stof gebonden is. Ook milieuvervuiling zou een factor kunnen zijn waardoor iemand gevoelig wordt. „In Japan heeft men een direct verband geconstateerd tussen gevoeligheid voor stuifmeel en de nabijheid van gebieden met een hoge concentratie van deeltjes van dieseluitstoot in de lucht waaraan iemand wordt blootgesteld”, zei de BMJ. „Dierproeven wijzen erop dat iemand door die deeltjes gevoeliger wordt voor allergieën.”

Het is een geluk voor veel patiënten dat antihistaminica * hun symptomen kunnen verlichten. Zoals de naam al suggereert, gaan deze medicijnen de werking van histamine tegen. In weerwil van de irriterende effecten van stuifmeel kunnen we echter slechts diep onder de indruk zijn van het vernuft in zowel het ontwerp als de verspreiding van deze korreltjes vol leven. Zonder die korreltjes zou het op aarde beslist een kale boel zijn.

[Voetnoot]

[Diagram op blz. 24, 25]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

stamper

zaadknop

vruchtbeginsel

stuifmeelbuis

stempel

stuifmeelkorrel

meeldraad

helmknop

bloemblad

[Verantwoording]

NED SEIDLER/NGS Image Collection

[Illustraties op blz. 25]

Een paar soorten stuifmeel onder de microscoop

[Verantwoording]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Illustraties op blz. 26]

Een deel van de bloem van de „Drakaea elastica” lijkt op een vrouwtjeswesp

[Verantwoording]

Hammer orchid images: © BERT & BABS WELLS/OSF

[Illustratieverantwoording op blz. 24]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Illustratieverantwoording op blz. 26]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.