Dit rode pigment hielp planten met het veroveren van woestijnen

In dit artikel:

Betalaïnen, de rode pigmenten die bieten hun kleur geven, hebben planten mogelijk geholpen om droge en hete gebieden te koloniseren. Dat blijkt uit een evolutionaire studie van onderzoekers, onder meer van de University of Michigan, gepubliceerd in New Phytologist.

De pigmenten komen alleen voor binnen de Caryophyllales, een plantengroep met ongeveer 12.000 soorten, waaronder cactussen. Planten maken meer betalaïnen aan bij droogte en een hoge zoutconcentratie. De stoffen kunnen schadelijke moleculen opruimen die bij stress ontstaan en mogelijk helpen om water op te nemen.

Voor hun onderzoek reconstrueerden wetenschappers de stamboom van meer dan 4.400 soorten. Ze combineerden genetische gegevens, fossiele kenmerken en ruim 1,7 miljoen herbariumvondsten met klimaatgegevens. Daaruit bleek dat betalaïnen waarschijnlijk vier keer onafhankelijk van elkaar ontstonden, vroeg in de evolutie van de groep. De evolutionaire takken waarin het pigment verscheen, schakelden later vaker over op een droog leefgebied. Van de droogtetolerante soorten had 75 procent betalaïnen; onder soorten uit hete, droge gebieden was dat 85 procent.

Vervolgens ontstond in zulke lijnen vaker succulentie: de ontwikkeling van dikke bladeren of stengels die water opslaan. Maar liefst 97 procent van de onderzochte vetplanten beschikte over betalaïnen. De onderzoekers vermoeden daarom dat het pigment een relatief kleine, beschermende eerste stap vormde die de weg vrijmaakte voor de kostbare aanpassing van wateropslag.

De resultaten tonen geen direct oorzakelijk verband. Sommige Caryophyllales-planten leven ook zonder betalaïnen in droge gebieden, en het is nog onduidelijk hoe de pigmenten precies tegen verschillende vormen van stress beschermen. Andere pigmenten of aanpassingen kunnen die rol eveneens vervullen. Wel wijzen de patronen erop dat betalaïnen een belangrijke rol speelden in de herhaalde verovering van droge leefgebieden door deze plantengroep.