Meer dan 10.000 jaar geleden, ergens in de uitlopers van de Andes tussen Argentinië en Bolivia, vermengden twee wilde peulvruchtensoorten zich, waarschijnlijk met de hulp van enkele bestuivende bijen. Hun nageslacht was atypisch – een speling van de natuur die zich niet kon vermengen met zijn wilde voorouders en neven. De vreemde plant bleef evolueren, eerst op eigen kracht, en vervolgens door selectie toen boeren haar domesticeerden voor haar smakelijke zaden die niet uit de takken groeiden zoals de meeste bonen en erwten, maar onder de grond. Handelaren brachten het door heel Zuid-Amerika en uiteindelijk naar de Caribische eilanden. Van daaruit brachten Spaanse geestelijken en conquistadores de eerste pinda’s naar Europa en vervolgens naar Azië en Afrika. De wereld leerde van de nederige pinda te houden.
De transplantatie kwam al vroeg naar West-Afrika, maar het is pas twee eeuwen geleden dat boeren hem commercieel begonnen te verbouwen. Sindsdien behoort Senegal, dat ongeveer zo groot is als Zuid-Dakota, regelmatig tot de top 10 van pindaproducenten in de wereld. En de boeren telen het onder onbetrouwbare regenval, met weinig kunstmest en vooral de bestrijding van plagen die de natuur biedt.
Als het regent, stroomt de hoofdstad Dakar leeg als kleermakers en taxichauffeurs, bureaucraten en leraren naar hun dorpen gaan om te planten.
Al generaties lang verbouwen Fatou Binetou Diop en haar familie deze Zuid-Amerikaanse transplantaten op hun land in Méckhé (spreek uit als “may hay”). Het stadje rijst op uit de duinen op twee uur rijden van Dakar. “De mensen hier zeggen dat pinda’s goud zijn,” zegt Diop. “Want met pinda’s kun je heel veel dingen krijgen.”
Méckhé dankt zijn vroege groei, hoe bescheiden ook, aan de pinda. Een spoorweg, eind 19e eeuw aangelegd om pinda’s te verzamelen voor verscheping naar Frankrijk, stopte in Méckhé, waardoor het een boomtown werd.
Toen, net als nu, verkochten de boeren hun oogst aan tussenhandelaren, grote plantaardige oliemaatschappijen en exporteurs, hoewel die exporteurs tegenwoordig waarschijnlijk Chinees zijn en niet Frans. De dorpsbewoners eten natuurlijk ook pinda’s – geperst in olie, geroosterd en gezouten, gekonfijt in suiker of gemalen voor gebruik in een keur aan hartige sauzen.
Maar dit geldgewas veroorzaakt ook ziekte. De peulvruchten zijn vatbaar voor aflatoxinen, een zeer kankerverwekkende schimmelfamilie die op veel gewassen groeit. Bij hoge concentraties kan het schimmelgif acute leverschade en de dood veroorzaken. Zeldzame uitbraken van aflatoxinevergiftiging in India en Kenia hebben aan honderden mensen het leven gekost. En volksgezondheidsdeskundigen geloven dat wel 500 miljoen arme mensen in Afrika ten zuiden van de Sahara, Azië en Latijns-Amerika langzaam worden vergiftigd door langdurige cumulatieve blootstelling aan aflatoxinen, die de groei van een kind kunnen belemmeren, het immuunsysteem kunnen onderdrukken en kunnen leiden tot leverschade of kanker. Maar het effect van aflatoxinen is niet uniform en ook niet onmiddellijk zichtbaar, waardoor het moeilijk te bestrijden is.
Ndiakhate Fall, secretaris-generaal van de boerenorganisatie in Méckhé, zegt dat de meeste van de 5.000 leden van zijn organisatie sceptisch staan tegenover de gevaren van aflatoxinen.
Méckhé dankt zijn vroege groei, hoe matig ook, aan de pinda. Een spoorweg, eind 19e eeuw aangelegd om pinda’s te verzamelen voor verscheping naar Frankrijk, stopte in Méckhé, waardoor het een boomtown werd.
Toen, net als nu, verkochten de boeren hun oogst aan tussenhandelaren, grote plantaardige oliemaatschappijen en exporteurs, hoewel die exporteurs tegenwoordig waarschijnlijk Chinees zijn en niet Frans. De dorpsbewoners eten natuurlijk ook pinda’s – geperst in olie, geroosterd en gezouten, gekonfijt in suiker of gemalen voor gebruik in een keur aan hartige sauzen.
Maar dit geldgewas veroorzaakt ook ziekte. De peulvruchten zijn vatbaar voor aflatoxinen, een zeer kankerverwekkende schimmelfamilie die op veel gewassen groeit. Bij hoge concentraties kan het schimmelgif acute leverschade en de dood veroorzaken. Zeldzame uitbraken van aflatoxinevergiftiging in India en Kenia hebben aan honderden mensen het leven gekost. En volksgezondheidsdeskundigen geloven dat wel 500 miljoen arme mensen in Afrika ten zuiden van de Sahara, Azië en Latijns-Amerika langzaam worden vergiftigd door langdurige cumulatieve blootstelling aan aflatoxinen, die de groei van een kind kunnen belemmeren, het immuunsysteem kunnen onderdrukken en kunnen leiden tot leverschade of kanker. Maar het effect van aflatoxinen is niet uniform en ook niet onmiddellijk zichtbaar, waardoor het moeilijk te bestrijden is.
Ndiakhate Fall, secretaris-generaal van de boerenorganisatie in Méckhé, zegt dat de meeste van de 5.000 leden van zijn organisatie sceptisch staan tegenover de gevaren van aflatoxinen.
Op straat in Méckhé, een Senegalese boerenstad.Ibrahima Thiam
Ze eten al generaties lang pinda’s en hebben nog niemand eraan zien sterven.
“Weet je, in ons land is doodgaan, zelfs als je 20 of 25 jaar oud bent, voor ons gewoon het lot,” zegt Fall. “En we zeggen dat het God was die besloot dat het zo moest zijn. We stellen geen vragen.”
Al tientallen jaren stellen wetenschappers echter wel vragen. Ze proberen pinda’s te kweken die resistent zijn tegen het dodelijke gif. Ze hebben weinig succes gehad, maar nu probeert een nieuw veredelingsinitiatief de code van het verleden van de pinda te kraken om de plant te helpen de toekomst tegemoet te gaan – zonder toxine.
Toxische combinatie
Twee veel voorkomende soorten schimmels die in de lucht en de bodem leven, Aspergillus flavus en Aspergillus parasiticus, produceren aflatoxine. De besmetting kan zich bijna overal ontwikkelen waar warmte en vochtigheid samengaan.
Door woekerende insecten kan de schimmel in de dop komen om de pindazaden te infecteren. De schimmel kan in de grond beginnen te groeien, of op het veld na de oogst, of zelfs nadat de noten zijn gepeld en verpakt. Maar als de schimmel eenmaal begint, is er geen weg meer terug. In de VS kan één beschimmelde “hete” pinda ertoe leiden dat inspecteurs een hele trekker met noten moeten weggooien.
Voorschriften in de VS en Europa die maximumgehalten aan aflatoxine in voedsel vastleggen, houden besmette producten uit het voedselsysteem, ook al moeten boeren als gevolg daarvan misschien een deel van hun oogst weggooien. Deskundigen schatten dat aan aflatoxine gerelateerde oogstverliezen de Amerikaanse boeren elk jaar zo’n 500 miljoen dollar kosten. In de ontwikkelingslanden worden dergelijke voorschriften, zelfs waar ze bestaan, echter zelden gehandhaafd. In plaats daarvan dringen besmette maïs en pinda’s door op de lokale markten en komen ze regelmatig terecht op het bord van onoplettende mensen.
Wat in de VS meestal een gewasprobleem is, is elders een ernstig gezondheidsprobleem geworden, vooral in Afrika.
“Telkens wanneer we de blootstelling aan aflatoxine bij mensen meten, bij kinderen en volwassenen, zijn er zeer hoge positieve percentages”, zegt Yun Yun Gong, een voedseltoxicoloog aan de Queen’s University Belfast. Zij heeft de blootstelling aan aflatoxine over de hele wereld gevolgd door te kijken naar specifieke biomarkers in het bloed van mensen. In de meeste ontwikkelde landen zijn de percentages laag tot onbestaand.
Maar in onderontwikkelde landen, vooral in sommige delen van Afrika, lopen de percentages van blootstelling aan aflatoxine op tot meer dan 90 procent. “Senegal is misschien wel een van de bevolkingsgroepen met het hoogste risico dat we hebben gemeten,” zegt ze.
Het uitsorteren van besmette pinda’s vlak na de oogst kan voorkomen dat aflatoxine zich verspreidt; specifieke plant- en landbouwpraktijken kunnen ook helpen. En al meer dan vier decennia zijn onderzoekers op zoek naar de sleutel: een aflatoxine-resistent pindazaad. Ze rekenen op de genen van de wilde voorouders van de pinda om de volgende evolutionaire fase van de plant te ontsluiten.
Terugkeer naar de natuur
De meeste boeren in Senegal mijden hun akkers rond het middaguur, wanneer de zon hoog staat en de temperatuur in het droge seizoen oploopt tot boven de 100 graden Fahrenheit, zegt Daniel Foncéka, een wetenschapper bij het Franse Centrum voor Landbouwonderzoek voor Internationale Ontwikkeling. Hij leidt het programma voor aanpassing aan de droogte voor het Senegalese agentschap voor landbouwonderzoek (ISRA). Maar een veld is precies waar hij zich bevindt, ver van de schaduw terwijl de wind stof en hete lucht in zijn gezicht blaast.
Hij is hier om de pinda’s te controleren. Voor hem staan rijen pindaplanten met kleine gele knoppen.
Het onderzoeksstation in Nioro du Rip ligt diep in het hart van Senegals pindabekken, een van een handvol ISRA-stations waar nieuwe technieken worden getest. En dit is waar Foncéka het onderzoek voortzet dat hij bijna 10 jaar geleden begon als doctoraal student. Hij probeert de genenpool van de geteelde pinda uit te breiden met genen van zijn wilde neven. “De diversiteit van pinda’s is beperkt,” zegt Foncéka. “Maar de wilde soorten zijn zeer resistent tegen veel ziekten.” Ze zijn ook beter bestand tegen aflatoxine.
Jaren geleden heeft Foncéka’s team van het Regional Center for Studies on Plant Drought Resistance Fleur 11, een veel voorkomende pindasoort in Senegal, gekruist met een hybride van de voorouders van de pindaplant, A. duranensis en A. ipaënsis. Dat is geen kruising die in de natuur gemakkelijk plaatsvindt. Maar in het comfort van een laboratorium en een kas kan een plantenveredelaar een wilde pindahybride creëren die in staat is met de gecultiveerde pinda te fokken.
Van daaruit creëerden zij een populatie van meer dan 100 pindaplanten waarin verschillende delen van het genoom van de voorouders waren opgenomen. Dit was de eerste stap in een nauwgezet proces om te proberen vast te stellen hoe de genen van de wilde soorten van invloed zijn op eigenschappen als ziekteresistentie of grootte, en om te proberen deze veranderingen in verband te brengen met specifieke delen van hun genomen.
In de laatste fase, die Foncéka op deze hete, droge dag naar Nioro brengt, gaat het onderzoeksteam een stap verder met wat het heeft geleerd. Zij hebben twee Fleur 11-variëteiten gekruist waarin verschillende delen van de genen van de voorouders die de grootte van pinda’s bepalen, zijn vermengd om te zien of zij een grotere pinda kunnen maken – een die goed groeit, zelfs bij langdurige droogte. Zij zullen ook het aflatoxinegehalte van de planten testen.
De pinda’s onder druk zetten
Een andere benadering, naast het creëren van hybriden, is precies te bestuderen hoe pinda’s van nature weerstand bieden tegen het gif. Hete omstandigheden aan het eind van de groeicyclus stimuleren de groei van Aspergillus en de besmetting met aflatoxine. ISRA-onderzoeker Issa Faye zegt dat overvloedige regenval in 2015 bijvoorbeeld een verschil heeft gemaakt. “We evalueerden veel schimmels, en er was niet veel besmetting,” zegt hij. “
Ibrahima Thiam
Wetenschappers begrijpen de complexe plant-bodem-schimmel-toxine interactie die sommige planten infecteert met aflatoxine en andere spaart, nog niet volledig. Wat ze wel weten is dat een gestresste plant, net als een gestresste mens, vatbaarder is voor ziekte en schimmelbesmetting.
Wetenschappers begrijpen de complexe plant-bodem-schimmel-toxine interactie die sommige planten met aflatoxine besmet en andere spaart niet helemaal. Wat ze wel weten is dat een gestresste plant, net als een gestresste mens, vatbaarder is voor ziekte en schimmelbesmetting.
“Die stressniveaus kunnen zelfs binnen een enkel zaadje variëren,” zegt Peggy Ozias-Akins, een plantengeneticus en pindadeskundige aan de Universiteit van Georgia. “Er kunnen bepaalde cellen zijn die meer stress ondervinden dan andere cellen. Of zeker binnen een bepaalde plant kunnen er peulen zijn die meer stress ondervinden dan andere peulen.
Ozias-Akins zegt dat de mens in de loop der eeuwen pindazaden heeft gekozen om bepaalde eigenschappen – grotere zaden, makkelijker te openen doppen of snellere groei. Maar daarbij zijn ze een aantal dingen kwijtgeraakt, zoals genen voor ziekteresistentie die nog steeds voorkomen in de wilde voorouders van pinda’s. Haar laboratorium werkt samen met Foncéka en Faye, via een project met het Peanut and Mycotoxin Innovation Lab dat wordt gefinancierd door het U.S. Agency for International Development. Zij hopen de genen en mechanismen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de resistentie tegen aflatoxine.
The GMO Non-Solution
Het creëren van een aflatoxine-resistent zaad is niet eenvoudig. Resistentie zou kunnen betekenen dat de droogtetolerantie van de voorouders van de pinda weer tot leven wordt gewekt; of het zou een plant kunnen zijn met een talent voor het afweren van insecten; of het zou kunnen worden gevonden door het immuunsysteem van de plant te hacken via mechanismen die wetenschappers nog maar net beginnen te begrijpen.
In het National Peanut Research Laboratory van het Amerikaanse ministerie van landbouw in Georgia werkt plantenziektekundige Renee Arias in haar laboratorium aan een techniek om aflatoxine op cellulair niveau aan te pakken en te bestrijden. Haar team neemt kleine stukjes van de Aspergillus-genen die de schimmel instrueren hoe hij aflatoxine moet maken, en brengt die in de pinda in.
“Wanneer de plant dat leest en niet weet waar het vandaan komt, zegt hij gewoon: ‘O, dit is gevaarlijk’,” legt Arias uit. En het zal de genen in de schimmel vernietigen, waardoor de plant effectief immuun wordt tegen aflatoxine. De eerste resultaten zijn bemoedigend; de techniek heeft de aflatoxinebesmetting met 74 tot 100% verminderd.
Maar de resulterende pinda zou transgeen zijn – hij zou genen van meerdere soorten bevatten – wat betekent dat hij een label zou dragen dat wijst op genetische modificatie. En dat is een probleem, volgens Arias. Zelfs als deze nieuwe pinda’s bestand zouden zijn tegen het gif van de Aspergillus-schimmel, is het niet duidelijk of zij de giftige houding ten opzichte van GGO’s in sommige landen zouden kunnen overleven. In Afrika staan slechts drie van de 54 landen op het continent toe dat landbouwers commercieel genetisch gemodificeerde gewassen telen. Senegal legt GGO’s nog steeds aan banden, hoewel het nationale comité voor biotechnologie van de regering werkt aan een mogelijke versoepeling van de beperkingen op dit soort gewassen, die volgens wetenschappers veilig zijn.
Verandering komt echter niet snel, en Arias zegt dat ze geen technologie wil verfijnen die te moeilijk te commercialiseren zal zijn.
“Totdat iedereen transgenetica omarmt – wat ik persoonlijk al meer dan 20 jaar doe, en ik zie geen enkel probleem in het gebruik van biotechnologie – zijn we ook alternatieven aan het onderzoeken,” zegt Arias.
Haar lab kijkt naar niet-transgene manieren om een soortgelijke reactie uit te lokken. Eén mogelijkheid: die antimicrobiële stoffen, fytoalexinen genaamd, stimuleren die gezonde pindaplanten produceren om de groei van schimmels te stoppen of te vertragen. Maar over details zwijgt ze. “We willen daar niet de dupe van worden,” zegt ze. Het onderzoek bevindt zich nog in een pril stadium.
Een schimmel zaaien
Aan het eind van het lange droge seizoen is het Senegalese platteland in afwachting. Het regenseizoen kan ergens in juni beginnen met een plagerige regenbui of een snel bewegende rukwind die over het land raast en het zand in modder verandert. Maar de echte regens beginnen in juli, als storm na storm over de open vlaktes raast en het stof uit de lucht spoelt, voordat het in het open water van de Atlantische Oceaan terechtkomt. Periodieke regens zullen zich vestigen: Gras ontkiemt, bomen bloeien en boeren zaaien hun pindazaadjes en bidden dat het blijft regenen en dat de krekels wegblijven.
En toch, bijna net zo vaak als niet, stopt de regen, niet slechts voor een dag of twee, maar voor meerdere dagen aan een stuk. Hitte en vochtigheid – uitstekende besmettingsomstandigheden – tieren welig, en dus blijft het risico op de ontwikkeling van aflatoxine groot.
Dat is een van de redenen waarom Lamine Senghor, plantenziektekundige bij de eenheid Vegetatiebescherming (DPV) van het Senegalese ministerie van Landbouw, zegt dat, hoewel een tegen aflatoxine resistent zaad nuttig zou kunnen zijn, hij het wachten beu is. “Senghor: “In het ISRA doen ze al heel lang onderzoek, maar ze hebben het probleem nog nooit opgelost. “We kunnen geen vijf of tien jaar wachten.”
In plaats daarvan hebben hij en de DPV een andere oplossing omarmd. Ze nemen het voortouw bij het onderzoek naar en de verspreiding van een bodembehandeling genaamd Aflasafe. Wanneer boeren Aflasafe over hun akkers verspreiden, introduceren zij een stam van Aspergillus flavus die geen aflatoxine produceert.
“De schimmel verspreidt zich in de hele omgeving en neemt alle voedselbronnen in beslag die normaal door Aspergillus flavus zouden worden ingenomen,” zegt Ranajit Bandyopadhyay. Hij is een senior plantenziektekundige van het International Institute of Tropical Agriculture (IITA) in Nigeria en een van de ontwikkelaars van Aflasafe. Hij vergelijkt het met een probioticum voor de bodem – zelfs als zich op de pinda’s vóór de oogst een schimmel zou ontwikkelen, zal die schimmel niet in staat zijn aflatoxine te produceren. Uit IITA-veldproeven blijkt dat het product onder bepaalde omstandigheden de aflatoxine met ongeveer 80 procent kan terugdringen.
Dat klinkt als een perfecte oplossing, maar andere onderzoekers waarschuwen dat dergelijke bio-controletechnieken geen wondermiddelen zijn. Onderzoek naar soortgelijke producten in de VS heeft uitgewezen dat bij een intense droogte de veilige Aspergillus-stam mogelijk niet in staat is de concurrentie aan te gaan met de toxineproducerende vormen.
En Aflasafe stuit in Senegal op een fundamenteel probleem.
Willen kleine boeren, die nauwelijks kunnen of willen betalen voor kunstmest of bestrijdingsmiddelen, betalen voor een product dat aflatoxinebesmetting voorkomt als maar weinig mensen geloven dat het echt bestaat?
Terug in Méckhé zegt Ndiakhate Fall, die helpt bij het leiden van de plaatselijke boerenorganisatie:
“Het zal moeilijk worden,” zegt hij. Maar zijn leden zouden misschien investeren in biologische bestrijdingsmiddelen en aflatoxine-resistent zaaigoed als ze wisten dat ze hun pinda’s met een premie konden verkopen. Misschien.
De dagen van de pinda-boomstad zijn voorbij; de pindatrein is ter ziele, en veel pindatelers zijn ook vertrokken, omdat de droge seizoenen vaak te lang zijn en de regens te kort. “Sommigen komen terug tijdens het regenseizoen, maar anderen niet,” zegt Fall. Alleen de zeer ouden en de zeer jongen zijn overgebleven – samen met de wetenschappers hier en over de hele wereld, die allemaal aan oplossingen werken. En wachten.