Onder de grond, waar wortels in stilte hun weg zoeken door de aarde, speelt zich een verrassend complex en slim proces af. Planten blijken een soort intern opruimsysteem te gebruiken om hun wortels niet alleen schoon, maar ook slim te houden. Dit proces – autofagie genoemd – zorgt ervoor dat planten beter kunnen groeien, meer water en voeding opnemen en zich sneller herstellen na moeilijke weersomstandigheden. Een nieuwe studie van de Universiteit van Kopenhagen, gepubliceerd op 18 mei 2025, laat zien hoe belangrijk dit systeem is, vooral voor de vorming van zijwortels.
De wetenschappers onderzochten een bekende modelplant: Arabidopsis thaliana, ook wel zandraket genoemd. Ze ontdekten dat de plant elke paar uur een seintje krijgt om nieuwe zijwortels te vormen. Die zijwortels zijn essentieel, want ze zorgen ervoor dat de plant toegang krijgt tot water en voedingsstoffen dieper in de bodem. Het seintje komt van een groeihormoon dat auxine heet, en een bijbehorend eiwit, ARF7, dat helpt bij het uitvoeren van die boodschap.
Maar net zoals een lamp niet blijft knipperen als je hem niet steeds opnieuw aan en uit zet, moet het signaal om wortels te vormen ook telkens opnieuw worden opgestart. Daar komt autofagie bij kijken. Dit is het proces waarbij de plant verouderde of overbodige eiwitten netjes opruimt, zodat het groeiseintje opnieuw kan worden gegeven. Het eiwit NBR1 speelt daarbij een belangrijke rol: het ‘labelt’ ARF7 om afgebroken te worden in speciale delen van de cel, de vacuolen. Zo maakt de plant plaats voor een nieuwe cyclus van wortelgroei.
Wat gebeurt er als dit opruimsysteem niet werkt? De onderzoekers schakelden autofagie uit in sommige planten, en het resultaat was duidelijk. Deze planten hielden te veel van het eiwit ARF7 vast, waardoor het groeiseintje niet meer op de juiste momenten kwam. De wortels vormden zich slordig of helemaal niet. De planten namen minder water op en groeiden minder goed. Onder de microscoop zagen de onderzoekers vacuolen vol afval en rommel – een teken dat het systeem was vastgelopen.
Waarom is dit belangrijk voor de landbouw? Omdat planten met een goed werkend autofagieproces krachtigere wortels krijgen. Die kunnen niet alleen beter tegen droogte of overstroming, maar ze hebben ook minder kunstmest en water nodig. Dat is goed voor boeren én voor het milieu. Minder meststoffen betekent minder vervuiling van rivieren en oceanen, en minder watergebruik is cruciaal in droge gebieden.
En de voordelen gaan verder. Sterkere wortels kunnen helpen om voedselgewassen – zoals rijst, tarwe of cassave – veerkrachtiger te maken in een tijd waarin het weer steeds grilliger wordt. In Denemarken worden al proefvelden getest met gewassen waarbij het autofagiesysteem is geoptimaliseerd, bijvoorbeeld met behulp van bodembacteriën die dit proces stimuleren. Die planten herstellen sneller na een droge periode en leveren uiteindelijk meer op.
Wat dit onderzoek zo bijzonder maakt, is dat autofagie geen onbekend, ingewikkeld trucje is. Het is een basisproces dat in bijna alle bloemplanten aanwezig is. Dat betekent dat we niet vanaf nul hoeven te beginnen: we kunnen iets gebruiken dat de natuur zelf al bedacht heeft, en dat op slimme manieren verbeteren.
De volgende stap voor de onderzoekers is om te kijken of ook andere eiwitten in de plant op dezelfde manier worden gerecycled, en hoe factoren zoals licht of temperatuur dit proces beïnvloeden. Ook wordt onderzocht hoe autofagie zich in de evolutie heeft ontwikkeld, bijvoorbeeld bij mossen of andere eenvoudige planten.
Wat duidelijk is: wie de wortels van planten begrijpt, begrijpt ook hoe we de landbouw kunnen versterken. En door een eeuwenoud opruimsysteem opnieuw onder de loep te nemen, hebben onderzoekers nu een sleutel gevonden tot een duurzamere, veerkrachtigere voedselproductie.
