De boom die straling eet

Hoog in de bergen klettert een verwoestende energiesoort ongenadig neer op de natuur. Sta er te lang aan bloot, en je wordt rood, of krijgt huidkanker. Maar een klein, onooglijk boompje heeft er wat op gevonden. Het boompje vangt de dodelijke straling op . en zet hem om in een lekker zonnebadje.

Hoe het alpendennetje met de naam Pinus mugo dat precies doet? Joost mag het weten. Maar het mechanisme is wel nieuw, en nooit eerder waargenomen in de natuur. Toch leuk als je zoiets ontdekt terwijl je nota bene nog niet eens bent afgestudeerd. Ir. Urjan Jacobs (25, net afgestudeerd als bioprocestechnoloog) glundert. Binnenkort mag hij de details van zijn ontdekking teruglezen, in het wetenschappelijke topblad ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS) nog wel.

Hoewel de aanduiding ‘boom’ anders doet vermoeden, ziet de alpenden Pinus mugo eruit als een stekelig struikje. De dwergdennenboom groeit op grote hoogte, al kom je hem in Nederland soms tegen op balkons en in rotstuinen. Daar staat hij omdat hij zo goed bestand is tegen onherbergzame omstandigheden.

érg goed zelfs, ontdekte Jacobs. Een tijd terug ging Jacobs langs bij de Botanische Tuin, op zoek naar een afstudeeronderwerp. Tuindirecteur Bob Ursem wist er wel een: uv-straling. Die schadelijke, meest energierijke kant van zonlicht klettert gemeen hard op de wereld neer. Isolatoren van hoogspanningsmasten raken erdoor beschadigd, verf vergaat erdoor en goedkope kunststof tuinmeubelen bladderen erdoor af. “Er is veel vraag naar nieuwe, uv-werende materialen”, vertelt Jacobs.

Bomen die hoog in de bergen leven hebben daar misschien wat op gevonden, vermoedde Ursem al. In de bergen ontvangen planten namelijk veel meer uv-straling, al helemaal als de zon wordt weerkaatst door eeuwige sneeuw. Aan Jacobs de taak om de daar levende planten te bestuderen, op zoek naar uv-werende stoffen. “We gingen op zoek naar een plant die hoog groeit, veel sneeuw om zich heen heeft, én die zijn bladeren houdt. Zo’n plant moet haast wel iets hebben gevonden op het uv-probleem.”
Heggenschaar

Na vooronderzoek hield Jacobs twee kandidaten over: Pinus mugo en nog een ander groen dennetje op de boomgrens, Pinus cembra. “Bob ging toevallig op vakantie naar de Alpen. Speciaal voor het project heeft hij toen een ommetje gemaakt. Met een heggenschaar”, vertelt Jacobs.

Terug in Delft mocht Jacobs de monsters van Ursem onderzoeken. Met een oplosmiddel weekte hij de buitenste waslaag van de dennennaalden af. Daarna onderzocht hij de fysische eigenschappen van de was, zoals de lichtverstrooiing, de uv-absorptie en de reflectie.

Daar begon hem iets vreemds op te vallen. Het waslaagje absorbeerde het schadelijke ultraviolet niet alleen . de was zet het ook om in ‘gewoon’ blauw licht. Licht, dat de den vervolgens gebruikt voor de energiewinning, via fotosynthese.

“Dat is echt heel bijzonder en nieuw”, zegt Jacobs. “Denk je eens in: voor het eerst zien we hier dat de natuur een manier heeft gevonden om actief om te gaan met uv-straling. In plaats van een groot schild neer te zetten, zet de natuur de uv-straling in voor eigen gebruik.”

Pinus mugo doet dat ook nog eens op een wonderschone manier. De boom blijkt precies dié uv-straling te gebruiken die het schadelijkst voor hem is. Die zet hij vervolgens om in exact het soort licht die de boom het ‘lekkerst’ vindt: het licht dat hem de meeste energie oplevert. Helaas weet Jacobs nog niet welk stofje precies als uv-filter dient. “We hebben natuurlijk geprobeerd de bewuste stof te identificeren. Maar zo’n waslaagje bestaat uit allerlei soorten moleculen. Je kijkt aan tegen een wolk van stoffen.”

Is Pinus mugo de enige plant die het trucje met het uv-licht flikt? Jacobs kan het niet met zekerheid zeggen. “Ik zou zeggen: we moeten daarboven nog maar eens wat meer planten gaan plukken.”

De dwergden Pinus mugo in het wild.

Hoog in de bergen klettert een verwoestende energiesoort ongenadig neer op de natuur. Sta er te lang aan bloot, en je wordt rood, of krijgt huidkanker. Maar een klein, onooglijk boompje heeft er wat op gevonden. Het boompje vangt de dodelijke straling op . en zet hem om in een lekker zonnebadje.

Hoe het alpendennetje met de naam Pinus mugo dat precies doet? Joost mag het weten. Maar het mechanisme is wel nieuw, en nooit eerder waargenomen in de natuur. Toch leuk als je zoiets ontdekt terwijl je nota bene nog niet eens bent afgestudeerd. Ir. Urjan Jacobs (25, net afgestudeerd als bioprocestechnoloog) glundert. Binnenkort mag hij de details van zijn ontdekking teruglezen, in het wetenschappelijke topblad ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS) nog wel.

Hoewel de aanduiding ‘boom’ anders doet vermoeden, ziet de alpenden Pinus mugo eruit als een stekelig struikje. De dwergdennenboom groeit op grote hoogte, al kom je hem in Nederland soms tegen op balkons en in rotstuinen. Daar staat hij omdat hij zo goed bestand is tegen onherbergzame omstandigheden.

érg goed zelfs, ontdekte Jacobs. Een tijd terug ging Jacobs langs bij de Botanische Tuin, op zoek naar een afstudeeronderwerp. Tuindirecteur Bob Ursem wist er wel een: uv-straling. Die schadelijke, meest energierijke kant van zonlicht klettert gemeen hard op de wereld neer. Isolatoren van hoogspanningsmasten raken erdoor beschadigd, verf vergaat erdoor en goedkope kunststof tuinmeubelen bladderen erdoor af. “Er is veel vraag naar nieuwe, uv-werende materialen”, vertelt Jacobs.

Bomen die hoog in de bergen leven hebben daar misschien wat op gevonden, vermoedde Ursem al. In de bergen ontvangen planten namelijk veel meer uv-straling, al helemaal als de zon wordt weerkaatst door eeuwige sneeuw. Aan Jacobs de taak om de daar levende planten te bestuderen, op zoek naar uv-werende stoffen. “We gingen op zoek naar een plant die hoog groeit, veel sneeuw om zich heen heeft, én die zijn bladeren houdt. Zo’n plant moet haast wel iets hebben gevonden op het uv-probleem.”
Heggenschaar

Na vooronderzoek hield Jacobs twee kandidaten over: Pinus mugo en nog een ander groen dennetje op de boomgrens, Pinus cembra. “Bob ging toevallig op vakantie naar de Alpen. Speciaal voor het project heeft hij toen een ommetje gemaakt. Met een heggenschaar”, vertelt Jacobs.

Terug in Delft mocht Jacobs de monsters van Ursem onderzoeken. Met een oplosmiddel weekte hij de buitenste waslaag van de dennennaalden af. Daarna onderzocht hij de fysische eigenschappen van de was, zoals de lichtverstrooiing, de uv-absorptie en de reflectie.

Daar begon hem iets vreemds op te vallen. Het waslaagje absorbeerde het schadelijke ultraviolet niet alleen . de was zet het ook om in ‘gewoon’ blauw licht. Licht, dat de den vervolgens gebruikt voor de energiewinning, via fotosynthese.

“Dat is echt heel bijzonder en nieuw”, zegt Jacobs. “Denk je eens in: voor het eerst zien we hier dat de natuur een manier heeft gevonden om actief om te gaan met uv-straling. In plaats van een groot schild neer te zetten, zet de natuur de uv-straling in voor eigen gebruik.”

Pinus mugo doet dat ook nog eens op een wonderschone manier. De boom blijkt precies dié uv-straling te gebruiken die het schadelijkst voor hem is. Die zet hij vervolgens om in exact het soort licht die de boom het ‘lekkerst’ vindt: het licht dat hem de meeste energie oplevert. Helaas weet Jacobs nog niet welk stofje precies als uv-filter dient. “We hebben natuurlijk geprobeerd de bewuste stof te identificeren. Maar zo’n waslaagje bestaat uit allerlei soorten moleculen. Je kijkt aan tegen een wolk van stoffen.”

Is Pinus mugo de enige plant die het trucje met het uv-licht flikt? Jacobs kan het niet met zekerheid zeggen. “Ik zou zeggen: we moeten daarboven nog maar eens wat meer planten gaan plukken.”

De dwergden Pinus mugo in het wild.