Strijden tegen Striga

Een climaxsoort hoort bij het eindstadium van een successie: een stabiele omgeving met weinig nieuwe plekken, en soorten die lang leven en weinig, grotere zaden maken. Zoek in de tekst een eigenschap die daar niet bij past. Striga maakt "een grote hoeveelheid kleine zaden" die "wel tien jaar kiemkrachtig blijven", en groeit op akkers.

Bouw de verklaring op in de drie stappen van natuurlijke selectie. Het gaat om iets wat in het verleden is gebeurd, dus schrijf in de verleden tijd:

1. Variatie: Striga-zaden verschilden in de omstandigheden waarbij ze kiemden. Sommige kiemden ook zonder strigolactonen, andere alleen mét. Die verschillen komen door genetische variatie (mutaties en recombinatie).
2. Selectie: Striga is een parasiet en kan niet zonder gastheer groeien. Een zaad dat kiemt zonder strigolactonen heeft vaak geen gastheerwortel in de buurt en sterft, of groeit slecht. Een zaad dat alleen kiemt bij strigolactonen, kiemt precies dichtbij een wortel van een gastheerplant en krijgt daarvan voedingsstoffen.
3. Overerving: de planten die bij strigolactonen kiemden, groeiden beter en maakten meer nakomelingen. Zij gaven de erfelijke eigenschap door aan de volgende generatie, dus de fitness was hoger. In de loop van de generaties kwam het allel voor kieming bij strigolactonen steeds vaker voor.

Toets elke uitspraak:

1. "Alleen water en zouten worden uitgewisseld." De schimmel levert water en mineralen, zoals fosfaat, aan de plant. De plant levert organische stoffen aan de schimmel, zoals suikers. Er wordt dus meer dan water en zouten uitgewisseld. Onjuist.
2. "De mycorrhiza-schimmels zijn in deze symbiose autotroof." Schimmels hebben geen chlorofyl en kunnen geen fotosynthese doen. Ze zijn heterotroof en krijgen hun organische stoffen van de plant. Onjuist.

Beide uitspraken zijn onjuist. Dat is optie A:

• A geen van beide. Juist.
• B alleen 1. Onjuist: uitspraak 1 klopt niet.
• C alleen 2. Onjuist: uitspraak 2 klopt niet.
• D zowel 1 als 2. Onjuist.

De organische stoffen die Striga van de gastheer krijgt, gaan niet allemaal in de groei. Een deel gebruikt Striga als brandstof voor de dissimilatie, om energie te leveren. Dat deel wordt afgebroken tot onder andere $\text{CO}_2$ en water en is daarna niet meer in Striga aanwezig. Alleen wat overblijft, is netto toename.

In afbeelding 2 lopen pijlen van de wortels van de gastheerplant naar Striga en daar omhoog naar de bladeren, en pijlen verlaten de bladeren naar buiten. Dat is watertransport van de gastheer naar Striga. Volg de keten:

• Staan de huidmondjes wijd open, dan verdampt er veel water uit de bladeren van Striga. Daardoor daalt de waterpotentiaal in de bladeren: de zuigkracht is groot.
• Die zuigkracht trekt water door de houtvaten omhoog. Omdat Striga met zijn vaatweefsel aan dat van de gastheer zit, trekt het water uit de gastheerplant.
• Met het water komen opgeloste mineralen mee, dus Striga neemt voortdurend water met mineralen op.

Planten hebben twee soorten vaatweefsel. Het xyleem (de houtvaten) vervoert water met mineralen omhoog van de wortels naar de bladeren. Het floëem (de bastvaten) vervoert organische stoffen, zoals suikers, naar plaatsen waar ze nodig zijn. In afbeelding 2 gaat het om water dat van de wortel van de gastheer naar Striga en de bladeren stroomt, dus om het xyleem.

Lees afbeelding 3 van links naar rechts:

• Zonder ABA (links) bindt PP2C niet aan ABA-PYL. De pijlen met een minteken laten zien dat de kaliumkanalen dan geremd zijn: er verlaat geen $\text{K}^+$ de cel, de sluitcellen blijven vol water (turgescent) en het huidmondje is open.
• Met ABA (rechts) bindt PP2C aan ABA-PYL. De pijlen met een plusteken activeren de kanalen, $\text{K}^+$ verlaat de cel, er stroomt water uit en de sluitcellen verslappen: het huidmondje sluit.

De mutatie zorgt ervoor dat de cascade niet in gang wordt gezet en dat de huidmondjes open blijven. Dat past bij een PP2C dat niet aan ABA-PYL bindt. De sluitcellen blijven dan turgescent.

• A bindt niet, geplasmolyseerd. Onjuist: plasmolyse betekent water verliezen, en dat gebeurt bij sluiten.
• B bindt niet, turgescent. Juist.
• C, D bindt sterker. Onjuist: dan zou de cascade juist makkelijker starten en sluiten de huidmondjes.

Wieden haalt het deel boven de grond weg. Zoek in de tekst naar wat daarna blijft, of al is gebeurd:

• Striga groeit eerst vier tot zeven weken ondergronds en haalt dan al organische stoffen van de gastheer. De schade is dus al gedaan voordat je iets ziet om te wieden.
• Striga maakt zaden die tot tien jaar kiemkrachtig blijven. Wieden verwijdert die zaadvoorraad in de grond niet.
• Het ondergrondse deel kan op de wortel van de gastheer blijven leven.

Een andere oorzaak dan minder Striga, dus iets wat sorghum zelf helpt. Vlinderbloemigen hebben wortelknolletjes met bacteriën die stikstof uit de lucht vastleggen in stikstofverbindingen. Als de planten worden ondergeploegd en afgebroken door reducenten, komen die stikstofverbindingen vrij als ammonium en nitraat in de bodem. Sorghum neemt die op en kan er eiwitten van maken.

Bedenk twee onderdelen:

• Opzet: je vergelijkt akkers waar jaarlijks vlinderbloemigen worden gezaaid met akkers waar dat niet gebeurt. Er zijn meer akkers per groep, en de overige omstandigheden (bodem, water, zaaitijd) houd je zo gelijk mogelijk. De enige variabele is dus het zaaien van vlinderbloemigen.
• Meting: netto primaire productie is de hoeveelheid organische stof die de planten aanmaken, na aftrek van wat ze zelf verbruiken. Je meet de biomassa van sorghum: de geoogste sorghum drogen en wegen, per oppervlakte-eenheid.

Bedenk per maatregel wat die doet met de kieming van Striga:

1. Fosfaatmest: hoe meer fosfaat in de bodem, hoe minder strigolactonen de planten maken. Zonder strigolactonen kiemt Striga niet. De kieming wordt dus geremd: P.
2. Gewassen inzaaien die kieming stimuleren maar zelf niet worden geparasiteerd: de zaden kiemen, vinden geen geschikte gastheer en sterven. Voortijdig laten kiemen: Q.
3. Stoffen met dezelfde werking als strigolactonen vóór het zaaien: de zaden kiemen voordat het voedingsgewas er staat, zonder gastheer. Ook voortijdig laten kiemen: Q.