Toen we voor het laatst de ecoloog Joshua Tewksbury van de Universiteit van Washington zagen in het Smithsonian nummer van april 2009, stuiterde hij over de binnenwegen van Bolivia, vergezeld door onze schrijver Brendan Borrell, op zoek naar chilipepers. Hij hoopte een antwoord te geven op wat een simpele vraag had moeten zijn: waarom zijn pepers pittig?
gerelateerde inhoud
- De ingewikkelde wetenschap achter de heetste pepers ter wereld
Capsaïcine, het molecuul dat chilipepers hun warmte geeft, blijkt, helpt chili-fruit te beschermen tegen schimmelrot en knaagdier knaagdieren zonder de vogels af te schrikken die de plant nodig heeft om de zaden in het fruit te verspreiden.
Maar dat leidt tot een nieuwe vraag - waarom zijn niet alle chilipepers heet? Tewksbury's lab heeft daar ook een antwoord op in een onderzoek dat vorige maand werd gepubliceerd in de Proceedings of the Royal Society B.
David Haak, toen afgestudeerd in het laboratorium van Tewksbury en nu post-doc aan de Universiteit van Indiana, bestudeerde Capsicum chacoense, een soort wilde chili in Bolivia die voorkomt in populaties met alleen hete pepers of in gemengde populaties met warm en mild fruit. Haak, Tewksbury en hun collega's ontdekten dat in de natste delen van hun onderzoeksgebied alleen hete pepers groeiden. De droogste plaatsen waren echter de thuisbasis van gemengde populaties, met slechts 15 tot 20 procent van de planten die kruidig fruit produceerden.
De onderzoekers verzamelden warm en mild fruit van drie locaties in hun studiegebied, verspreid over het bereik van regenval en populatietypen. Ze groeiden de zaden in het laboratorium, waardoor de planten ofwel veel water kregen - wat de natste gebieden nabootst waarin de planten groeiden - of niet genoeg water, zoals in de droge gebieden.
Zowel milde als kruidige planten groeiden goed als er veel water was, vonden de onderzoekers. En er waren geen kosten verbonden aan het produceren van veel capsaïcine-kruidige planten die evenveel zaden produceerden als milde. Maar omdat Fusarium, de schimmel die chili-planten in Bolivia aanvalt, van natte omstandigheden houdt, zouden de milde planten kwetsbaarder zijn en niet kunnen overleven. Daarom domineerden pittige pepers de nattere gebieden van Bolivia, concludeerden Haak en zijn collega's.
Toen de planten echter werden blootgesteld aan droogte-achtige omstandigheden, produceerden kruidige planten slechts de helft van het aantal zaden als de milde. GrrlScientist bij Maniraptora: Tastes Like Chicken legt uit:
Planten verliezen water door microscopische poriën in hun bladeren en stengels, bekend als huidmondjes. Overdag geven planten zuurstof af aan het milieu in ruil voor koolstofdioxide via hun huidmondjes, maar deze essentiële gasuitwisseling heeft een prijs: waterverlies. Wetende dat de dichtheid van huidmondjes op de bladeren van een plant direct van invloed is op waterverlies, vergeleek het team huiddichtheid van 30 leeftijd- en in de hoogte aangepaste scherpe en niet-scherpe chili-planten.
Ze ontdekten dat prikkelende planten een 40 procent grotere huidmonddichtheid op hun bladeren hebben dan niet-prikkelende planten. Zelfs na het kruisen van scherp met niet-scherpe planten en vervolgens identificeren of de vruchten scherp waren, ontdekte het team dat de scherpe gekruiste chilis nog steeds een grotere huiddichtheid had dan niet-scherpe kruisingen.
Omdat de kruidige planten meer water verliezen, kunnen ze niet zoveel zaden produceren. En met Fusarium niet zo'n groot probleem in de droge omstandigheden en het grotere vermogen van de milde planten om water vast te houden en meer zaden te produceren, zijn die planten in staat om te gedijen in de droogste omstandigheden en gemakkelijk hun kruidige broeders daar te laten ontgroeien.
