Botaniste van die Universiteit Stellenbosch (US) glo hulle is een stappie nader daaraan om die geheime van die Kaapse Blommeryk se ongelooflike hoë vlakke van biodiversiteit te ontrafel.
Tans word die meeste van hierdie merkwaardige biodiversiteit toegeskryf aan die feit dat plante aangepas het om in ʼn verskeidenheid van mikro-niche omgewings te oorleef, meestal te danke aan 'n stabiele paleo-klimaat, 'n betroubare winter reënval, geografiese gradiënte en diverse grond tipes.
Nou het botaniste van die US se Departement Plant- en Dierkunde bewyse gevind dat die grootste Kaapse bolplant genus, Oxalis (beter bekend as die surinkie), 'n unieke verhouding met die bakteriële genus Bacillus gevorm het ten einde dit te help om stikstof uit die lug te fikseer en uitsonderlike ontkiemingstoertjies uit te voer.
Hulle kon boonop verder bewys dat die Bacillus bakterieë tot so mate in hierdie simbiotiese verhouding geïntegreer is, dat dit selfs vanaf die moederplant na die saad oorgeerf word.
Die resultate van dié studie is onlangs in die vaktydskrif BMC Biology gepubliseer, met die titel “Nitrogen-fixing bacteria and Oxalis – evidence for a vertically inherited bacterial symbiosis".
Prof Léanne Dreyer, ʼn leidinggewende spesialis op die gebief van Suider-Afrikaanse Oxalis by die US en een van die mede-outers, sê hul studie is die eerste verslag van so ʼn stelsel van vertikale oorerfing van endofiete bakterieë by bolplante.
Die Kaap is beroemd daarvoor dat dit oor die mees diverse versameling van bolplante ter wêreld beskik, 2 100 spesies in 20 families, maar wetenskaplikes is nog in die duister oor waar en hoe hierdie merkwaardige diversiteit vandaan gekom het. Die diversiteit is selfs nog meer merkwaardig indien ʼn mens in ag neem dat dit voorkom in ʼn omgewing met van die laagste vlakke van stikstof en fosfor ter wêreld.
Hoe werk hierdie simbiotiese verhouding?
Uit vorige navorsing het prof Dreyer se navorsingsgroep vasgestel dat 60% van Oxalis spesies weerspannige sade het. Dit beteken dat hulle dit nie kan bekostig om uit te droog nie, en dus onmiddellik ontkiem nadat dit afgewerp is.
Maar selfs meer uitsonderlik van dié spesies is die voorkoms van omgekeerde ontkieming, waar die saadblare en die eerste blaar binne die eerste 24 tot 48 uur ontvou, sonder enige ondersteuning van ʼn kiemworteltjie of wortels.
Dit was terwyl sy besig was om hierdie uitsonderlike ontkiemingsproses te verstaan, dat een van prof Dreyer se nagraadse studente, Dr Michelle Jooste, die voorkoms van ʼn hele versameling van bakterieë en fungi in die vegetatiewe en reproduktiewe organe van ses Oxalis spesies gevind het.
“Die bakterieë en fungi het voorgekom in die gomagtige slym wat aan die onderkant van weerstandige Oxalis saailinge vorm sodra die saad ontkiem. Party van die bakterieë en fungi in die slym was afkomstig vanuit die omringende grond, terwyl die res via oorerwing deur die saad self voorsien is," verduidelik Jooste.
Hierdie bakterieë word binne die plant liggaam gehuisves, heel waarskynlik binne in spesiale strukturele openings wat oksalaat huisves – ʼn organiese suur wat deur alle plante geproduseer word as ʼn neweproduk van fotosintese. Nege van die bakteriële spesies wat alomteenwoordig was, was van die genus Bacillus, en drie van dié spesies beskik oor die vermoë om oksalaat as hul enigste en voorkeur bron van koolstof te gebruik.
“Ons vermoed hierdie ongewone verhoudig moes oor miljoene jare ontwikkel het, en Oxalis daartoe in staat gestel het om die meeste te maak van ʼn baie voorspelbare winter reënvalseisoen: dus net genoeg tyd om genoeg groei bogronds te vorm ten einde ook ʼn bol ondergronds te vorm sodat dit tot die volgende winter se eerste reëns kan oorleef. Voorwaar ʼn hele arsenaal van voortplantingstegnieke!" verduidelik Dreyer.
Maar daar is nog steeds meer vrae as antwoorde in dié verhaal.
Hoe die slym vorm en waaruit dit bestaan, is die fokus van ʼn huidige studie, terwyl nog ʼn nagraadse student besig is om mikroskopiese tegnieke te verfyn ten einde vas te stel of hierdie endofiete bakterieë gewis voorkom in die ongewone openings wat so kenmerkend is van die meeste weerstandige Oxalis spesies. Die uitsonderlike vinnige wyse van bolvorming word ook ondersoek.
“In vergelyking met ander Meditereense omgewings is die Kaapse Blommeryk se biodiversiteit voorwaar onvergelykbaar. Maar die presiese redes daarvoor is nog steeds een van die groot geheime wat botaniste probeer ontrafel," sluit sy af.
- Die artikel “Nitrogen-fixing bacteria and Oxalis – evidence for a vertically inherited bacterial symbiosis" is in Oktober 2019 in die vaktydskrif BMC Plant Biology gepubliseer. Die navorsers betrokke is Dr Michelle Jooste, Dr Francois Roets, Prof Guy Midgley en Prof Léanne Dreyer van die Universiteit Stellenbosch, en Dr Kenneth Oberlander van die Universiteit van Pretoria.
- Die navorsing is finansieel ondersteun deur die Nasionale Navorsingstigting (NSS) se Doktorale Program vir Skaars Vaardighede en 'n “Blue Skies" navorsingstoekenning, ook van die NSS.
Op die foto's bo, links, Oxalis hirta het oor miljoene jare 'n simbiotiese verhouding met bakterieë van die genus Bacillus ontwikkel, tot só mate dat die bakterieë vanaf die moederplant na die sade oorgedra word. Links, 'n mikroskopiese beeld van oksalaat kristalle binne die strukture van die plant. Foto's: Léanne Dreyer en Michelle Jooste
Media onderhoude
Prof Léanne Dreyer
Departement Plant- en Dierkunde, Universiteit Stellenbosch
Tel: +27 _21 808
E-pos: ld@sun.ac.za
Dr Michelle Jooste
Tel: +27_79 219 7943
E-pos: mich.jooste.m@gmail.com
