Wetenschappers van het Sainsbury Laboratory aan de Universiteit van Cambridge en de Jagiellonische Universiteit in Polen deden de ontdekking tijdens een evolutionair onderzoek naar de microscopische structuur van hout van enkele van ‘s werelds meest iconische bomen en struiken.

Ze ontdekten dat tulpenbomen, die verwant zijn aan magnolia’s en meer dan 30 meter hoog kunnen worden, een uniek soort hout bezitten. Dat kan verklaren waarom de bomen zo hoog en zo snel groeien. Hun bevinding opent nieuwe mogelijkheden om het vastleggen van koolstof in ‘plantagebossen’ te verbeteren door deze snelgroeiende sierboom aan te planten, of door tulpenboomachtig hout in andere boomsoorten te kweken. Lees verder onder de afbeelding>

Iconische bomen

De onderzoekers bestudeerden 33 boomsoorten uit de levende collectie van de Cambridge University Botanic Garden, om te achterhalen hoe de ultrastructuur van hout evolueerde tussen zachthout (gymnospermen zoals dennen en naaldbomen) en hardhout (angiospermen zoals eik, es, berk en eucalyptus).

“We hebben een aantal van ‘s werelds meest iconische bomen geanalyseerd, zoals de kustmammoetboom, wollemia en zogenaamde ‘levende fossielen’ zoals Amborella trichopoda, de enige overlevende soort van een plantenfamilie die de vroegste nog bestaande groep was die zich apart van alle andere bloeiende planten ontwikkelde”, verklaart Raymond Wightman van het Sainsbury Laboratorium.

“Onze onderzoeksgegevens hebben ons nieuwe inzichten gegeven in de evolutionaire relaties tussen de nanostructuur van hout en de samenstelling van de celwand, die verschilt tussen de stammen van angiospermen (hardhout) en gymnospermen (zachthout)”, aldus Wightman.

Macrofibrillen

Zogenaamde macrofibrillen in de celwand van hardhout zijn kleiner (15 nanometer) dan die in de celwand van zachthout (25 nanometer). De twee overgebleven soorten van het oude Liriodendron-geslacht, algemeen bekend als de tulpenboom (Liriodendron tulipifera) en de Chinese tulpenboom (Liriodendron chinense) blijken een tussenliggende macrofibrilstructuur te hebben (20 nanometer) die significant verschilt van de structuur van zacht- of hardhout.

“Liriodendrons splitsten ongeveer 30-50 miljoen jaar geleden af van magnoliabomen, wat samenviel met een snelle vermindering van atmosferische CO2. Dat verklaart mogelijk waarom tulpenbomen zeer effectief zijn in het opslaan van koolstof”, zegt Jan Lyczakowski van de Jagiellonische Universiteit, hoofdauteur van de studie die in New Phytologist verscheen.

Het team vermoedt dat de grotere macrofibrillen in deze tussensoort de oorzaak zijn van de snelle groei van de tulpenbomen.

Architectuur van celwanden

“Ze zijn uitzonderlijk efficiënt in het vastleggen van koolstof, en hun vergrote macrofibrillenstructuur zou een aanpassing kunnen zijn om ze te helpen gemakkelijker grotere hoeveelheden koolstof vast te leggen en op te slaan toen de beschikbaarheid van koolstof in de atmosfeer afnam”, meent Lyczakowski.

“De belangrijkste bouwstenen van hout zijn de secundaire celwanden, en het is de architectuur van deze celwanden die hout zijn dichtheid en sterkte geeft waarop we vertrouwen voor de bouw. Maar secundaire celwanden zijn ook de grootste opslagplaats van koolstof in de biosfeer, wat het nog belangrijker maakt om hun diversiteit te begrijpen om onze programma’s voor het vastleggen van koolstof te bevorderen om klimaatverandering te helpen beperken”, besluit hij.