Kaart van de zoektocht naar de Encephalartos Woodii in het Ngoye Forest in Zuid-Afrika. © C-LAB, CC BY-NC
“Dit is toch wel het meest eenzame organisme ter wereld,” schreef paleontoloog Richard Fortey in zijn boek over de evolutie van het leven.
Hij had het over Encephalartos woodii (E. woodii), een plant uit Zuid-Afrika. E. woodii is lid van de cycadenfamilie, zware planten met dikke stammen en grote stijve bladeren die een majestueuze kroon vormen. Deze veerkrachtige overlevers hebben dinosaurussen en meerdere massa-extincties overleefd. Ze waren ooit wijdverspreid, maar zijn nu een van de meest bedreigde soorten op aarde.
De enige bekende wilde E. Woodii werd in 1895 ontdekt door de botanicus John Medley Wood tijdens een botanische expeditie in het Ngoye Forest in Zuid-Afrika. Hij zocht in de omgeving naar andere soorten, maar er werd er geen gevonden. In de daaropvolgende decennia verwijderden botanici stengels en uitlopers en kweekten ze in tuinen.
Veel mensen denken aan planten als mooi groen. Essentieel voor schone lucht, ja, maar eenvoudige organismen. Een verandering in het onderzoek verandert de manier waarop wetenschappers over planten denken: ze zijn veel complexer en lijken meer op ons dan je zou denken. Dit bloeiende wetenschapsgebied is te prachtig om in één of twee verhalen recht te doen.
Dit artikel maakt deel uit van een serie, Plant Curious, waarin wetenschappelijke onderzoeken worden onderzocht die de manier waarop je naar planten kijkt op de proef stellen.
Uit angst dat de laatste stengel vernietigd zou worden, haalde het Forestry Department de plant in 1916 uit het wild om hem veilig op te bergen in een beschermende behuizing in Pretoria, Zuid-Afrika, waardoor hij in het wild uitstierf. Sindsdien is de plant wereldwijd vermeerderd. De E. woodii staat echter voor een existentiële crisis. Alle planten zijn klonen van het exemplaar uit Ngoye. Het zijn allemaal mannetjes en zonder vrouwtje is natuurlijke voortplanting onmogelijk. Het verhaal van E. woodii is er een van overleven en eenzaamheid.
Het onderzoek van mijn team is geïnspireerd door het dilemma van de eenzame plant en de mogelijkheid dat er nog een vrouwtje is. Ons onderzoek omvat het gebruik van teledetectietechnologieën en kunstmatige intelligentie om te helpen bij onze zoektocht naar een vrouwtje in het Ngoye-woud.
Laura Cinti kijkt naar een E. Woodii kloon in Kew Gardens.
C-LAB, CC BY-NC
De evolutionaire reis van cycaden
Cycaden zijn de oudste nog levende plantengroepen en worden vaak “levende fossielen” of “dinosaurusplanten” genoemd vanwege hun evolutionaire geschiedenis die teruggaat tot het Carboon, ongeveer 300 miljoen jaar geleden. Tijdens het Mesozoïcum (250-66 miljoen jaar geleden), ook wel het Tijdperk van de Cycaden genoemd, waren deze planten alomtegenwoordig en gedijden ze goed in het warme, vochtige klimaat dat deze periode kenmerkte.
Hoewel ze op varens of palmen lijken, zijn cycaden aan geen van beide verwant. Cycaden zijn gymnospermen, een groep waartoe ook naaldbomen en ginkgo’s behoren. In tegenstelling tot bloeiende planten (angiospermen) planten cycaden zich voort met behulp van kegels. Het is onmogelijk om mannetjes en vrouwtjes uit elkaar te houden totdat ze volgroeid zijn en hun prachtige kegels produceren.
Vrouwelijke kegels zijn meestal breed en rond, terwijl mannelijke kegels langwerpig en smaller lijken. De mannelijke kegels produceren stuifmeel dat door insecten (snuitkevers) naar de vrouwelijke kegels wordt gebracht. Deze oude voortplantingsmethode is al miljoenen jaren grotendeels onveranderd gebleven.
De mannelijke kegels zijn langwerpig en smal.
DerekTeo/Shutterstock
Ondanks hun lange levensduur worden cycaden vandaag de dag beschouwd als de meest bedreigde levende organismen op aarde. De meeste soorten worden met uitsterven bedreigd. Dit komt door hun trage groei- en voortplantingscycli, waarbij het meestal tien tot 20 jaar duurt voordat ze volwassen zijn, en het verlies van hun habitat door ontbossing, begrazing en overexploitatie. Cycaden zijn symbolen geworden van botanische zeldzaamheid.
Hun opvallende verschijning en oude afkomst maken ze populair in de exotische sierteelt en dat heeft geleid tot illegale handel. Zeldzame cycaden kunnen exorbitante prijzen opbrengen van US€620 (£495) per cm en sommige exemplaren worden verkocht voor miljoenen ponden per stuk. Het stropen van cycaden vormt een bedreiging voor hun voortbestaan.
Een van de meest waardevolle soorten is de E. woodii. Deze wordt beschermd in botanische tuinen met veiligheidsmaatregelen zoals kooien met alarm om stropers af te schrikken.
AI in de lucht
In onze zoektocht naar een vrouwelijke E.woodii hebben we innovatieve technologieën gebruikt om delen van het bos vanuit een verticaal uitkijkpunt te verkennen. In 2022 en 2024 bestreken onze drone-onderzoeken een gebied van 195 acres of 148 voetbalvelden, waarbij gedetailleerde kaarten werden gemaakt van duizenden foto’s die door de drones waren genomen. Het is nog steeds een klein deel van het Ngoye Forest, dat 10.000 hectare beslaat.
Een voorbeeld van de stilstaande beelden die zijn gebruikt om de AI-software te trainen.
C-LAB, CC BY-NC
Ons AI-systeem verbeterde de efficiëntie en nauwkeurigheid van deze zoekopdrachten. Omdat E. woodii in het wild als uitgestorven wordt beschouwd, werden synthetische beelden gebruikt in de training van het AI-model om het vermogen te verbeteren, via een beeldherkenningsalgoritme, om cycaden op vorm te herkennen in verschillende ecologische contexten.
Plantensoorten verdwijnen wereldwijd in een alarmerend tempo. Aangezien alle bestaande E. woodii exemplaren klonen zijn, is hun potentieel voor genetische diversiteit in het licht van milieuveranderingen en ziekten beperkt.
Opmerkelijke voorbeelden zijn de Grote Hongersnood in het Ierland van 1840, waar de uniformiteit van gekloonde aardappelen de crisis verergerde, en de kwetsbaarheid van klonale Cavendish bananen voor de Panamaziekte, die hun productie bedreigt, zoals het deed met de Gros Michel banaan in de jaren 1950.
Het vinden van een vrouwtje zou betekenen dat E. woodii niet langer op de rand van uitsterven staat en zou de soort nieuw leven kunnen inblazen. Een vrouwtje zou seksuele voortplanting mogelijk maken, genetische diversiteit inbrengen en een doorbraak betekenen in de beschermingsinspanningen.
E. woodii is een ontnuchterende herinnering aan de kwetsbaarheid van het leven op aarde. Maar onze zoektocht naar een vrouwelijke E. woodii laat zien dat er zelfs voor de meest bedreigde soorten hoop is als we snel genoeg handelen.
Laura Cinti werkt niet voor, voert geen advies uit over, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten haar academische aanstelling.
