Red de banaan; schimmels en ziektes dreigen deze populaire vrucht wereldwijd uit te roeien

In een kas ergens in Bemmel, een dorp bij Nijmegen, werken wetenschappers al ruim twee jaar aan de redding van de banaan. Redding, want 40 procent van alle wereldwijd verbouwde bananenplanten is van een en dezelfde variëteit, de zogeheten Cavendish. Het zijn genetisch identieke klonen van elkaar. Dat maakt ze kwetsbaar voor ziektes. En die rukken op.

De twee meest bedreigende ziekteverwekkers zijn een bodem- en een bladschimmel. Om die laatste te bestrijden zijn steeds hogere doses pesticiden nodig. En tegen de eerste bestaan geen bestrijdingsmiddelen. Hij vormt inmiddels een pandemie. „De teelt van Cavendish zal snel lastiger worden”, zegt Fernando García-Bastidas bij de ingang van de kas. Hij coördineert de experimenten, en werkt bij het Wageningse biotechbedrijf Keygene, dat gewassen veredelt. Doel van de reddingsoperatie is een serie vervangers van de Cavendish te ontwikkelen, die in ieder geval resistent zijn tegen de bodem- en bladschimmel die de banaan nu belagen. Aan het programma werken ook onderzoekers van de Wageningen Universiteit mee, net als multinational Chiquita en de Wageningse start-up MusaRadix, dat veldproeven op de Filippijnen coördineert. De eerste lading met 2.000 planten staat op het punt verscheept te worden.

„We moeten helemaal naar het andere eind lopen”, zegt García-Bastidas. „Daar huren we een hoekje, voor onze experimenten.” We lopen over een betonnen pad langs lange rijen exotische kamerplanten die hier worden opgekweekt; sanseveria’s, aloë vera’s, cycaspalmen, olifantspoten in bonsaiformaat. Na zo’n honderd meter gaan we via een klein kantoor een apart, hoger deel van de kas binnen. En opeens staan we tussen de metershoge bananenplanten. „We hebben dit deel van de kas hoger laten maken. Je ziet nu wel waarom.”

Al snel verschijnen de eerste zweetdruppels op het voorhoofd van García-Bastidas. „Het is hier 30 graden”, zegt hij. Aan de binnenkant van zijn linkeronderarm heeft hij een grote tattoo van een bananenblad. Hij draagt een wit petje met een afgepeld banaantje erop. Regelmatig hoor je het gesis van vernevelaars. „De banaan is een tropische bosplant die houdt van warmte en een hoge vochtigheid”, zegt hij.

Het wereldwijde belang van de banaan is groot. „Het is het meest waardevolle en meest verhandelde fruit ter wereld, en het op vijf na meest waardevolle gewas”, schreef Gert Kema twee jaar geleden in een overzichtsartikel over de kwetsbaarheid van bananen voor ziektes. Hij is hoogleraar Plantenziektekunde in Wageningen, en naast García-Bastidas drijvende kracht achter het werk in de Bemmelse kas. Voor ruim 400 miljoen mensen vormt banaan het basisvoedsel. Zij eten vooral kook- en bakbananen. Daarnaast zijn er de dessertbananen, die meestal als tussendoortje of snack gegeten worden, en waarvan de Cavendish veruit de belangrijkste is. Zo goed als alle geëxporteerde bananen (de export beslaat 15 procent van de wereldwijde productie) zijn Cavendish. Vijf multinationals domineren de exportmarkt, waaronder Chiquita, Dole en Del Monte. De bananen die ze naar de Verenigde Staten en Europa verschepen, worden op uitgestrekte plantages in met name Midden- en Zuid-Amerika verbouwd.

In de kas vertelt García-Bastidas dat hij is opgegroeid in Colombia, een van de grootste bananenexportlanden. De bedreigende bodemschimmel is er in 2020 voor het eerst geïdentificeerd. Door hemzelf. Hij zegt „een grote verantwoordelijkheid” te voelen om vervangers voor de Cavendish te ontwikkelen.

Dat veel geteelde bananenplanten klonen van elkaar zijn, heeft met de domesticatie van het gewas te maken. De wieg van de banaan staat in Zuidoost-Azië. Daar komen in de natuur veel verschillende soorten voor. Hun bananen zijn vaak klein, zitten vol harde zaden, en hebben weinig vruchtvlees. Maar het gebeurt regelmatig dat twee soorten met elkaar kruisen. Net als bij een kruising tussen ezel en paard, zijn deze nakomelingen onvruchtbaar. Ze vormen geen zaden en geen vruchten. Daarnaast doet zich in de natuur soms nog een ander mechanisme voor, parthenocarpie. Ondanks het feit dat een plant niet is bestoven en bevrucht, ontwikkelt hij toch een vrucht. De zeldzame combinatie van deze twee mechanismen levert bananen op die geen zaden hebben, maar wel veel vruchtvlees. Dat maakt ze makkelijk en aantrekkelijk om te eten. Bijna alle eetbare bananen zijn voortgekomen uit een kruising tussen de soorten Musa acuminata en Musa balbisiana, zegt Kema. „De mens heeft er daarvan een beperkt aantal geselecteerd en is die gaan verbouwen.” De genetische basis van de gedomesticeerde banaan is daarom erg smal.

Papoea-Nieuw-Guinea

De oudste aanwijzingen van domesticatie van de banaan zijn circa 7.000 jaar oud, en stammen van Papoea-Nieuw-Guinea. Ongeveer 2.500 jaar geleden zijn sommige bananenvariëteiten – met name kook- en bakbananen – in Afrika terecht gekomen. Rond de vijftiende eeuw introduceerden Portugese en Spaanse zeevaarders bananen in Midden- en Zuid-Amerika. Vier eeuwen later ontstonden in landen als Honduras en Costa Rica de eerste grootschalige teelten.

De banaan lijkt een lastig gewas om te vermeerderen. De geselecteerde, eetbare variëteiten vormen immers geen of nauwelijks zaden. Maar het kan in dit geval ook anders. De plant groeit vanuit een ondergrondse knol, die elke zes tot acht maanden een nieuwe scheut vormt. Die scheut is eraf te halen en vormt een nieuwe plant. Maar dat zijn dus wel klonen.

De genetische basis van de gedomesticeerde banaan is erg smal

De huidige genetische eenvormigheid van de banaan is enorm, schrijven Kema en collega André Drenth in het twee jaar geleden gepubliceerde overzichtsartikel. Niet alleen is 40 procent van de nu wereldwijd geproduceerde bananen van een en dezelfde variëteit, nog eens 20 procent is daar nauw aan verwant. „Geen enkel ander gewas is zo homogeen als de banaan”, schrijven ze.

Daarnaast wordt de banaan op veel plekken als monocultuur verbouwd, op uitgestrekte plantages. Kema is wel eens over plantages gevlogen waar, zo zegt hij, „geen eind aan leek te komen”. Het is vragen om problemen. Deze manier van verbouwen is te schadelijk en volgens hem niet vol te houden. Kema: „Ons ultieme doel is die monocultuur te doorbreken.”

Tot begin vorige eeuw vormden ziekten nauwelijks een issue in de bananenteelt, schrijven Kema en Drenth. Maar door de uitbreiding van die teelt, de genetische eenvormigheid van de planten, en de aanleg van monocultures, wordt het gewas inmiddels geplaagd door „een overvloed” aan ziektes.

De meest bedreigende is de bodemschimmel Fusarium oxysporum. In de natuur bestaan er veel varianten van. Ze kunnen planten via het wortelstelsel binnendringen en koloniseren het vaatsysteem. Mede door de afweerreactie van de plant, raakt dat vaatsysteem verstopt. De plant verwelkt. Daarom heet het de Fusariumverwelkingsziekte. Tegen de schimmel is niks te doen. En de sporen kunnen 20 tot 40 jaar in de bodem overleven. „Het beste wat een multinational kan doen is de plantage platbranden en elders opnieuw beginnen. Voor de arbeiders is dat een catastrofe”, zegt García-Bastidas.

De schrik was daarom groot toen in 1967 op een plantage in Taiwan de eerste Cavendishplanten werden aangetroffen die geïnfecteerd bleken met een variant van de bodemschimmel, genaamd F. oxysporum tropical race 4 (afgekort TR4). De multinationals waren nog maar net op de Cavendish overgestapt. Zijn voorganger, de Gros Michel, was in vijftig jaar tijd ten onder gegaan aan een andere schimmelvariant, de race 1. De Cavendish was juist geselecteerd mede omdat hij hiertegen resistent was. Maar tegen TR4 bleek hij niet opgewassen. García-Bastidas ontwikkelde een test om TR4 aan te tonen, en kon zo z’n route volgen – hij promoveerde op dit onderzoek in 2019, bij Kema. Nadat TR4 zich vanuit Taiwan in de jaren 90 had uitgebreid naar China, Maleisië en Indonesië, toonde García-Bastidas hem in 2014 als eerste aan in Jordanië, en daarna ook in Pakistan. In 2020 had de variant Colombia bereikt. En een jaar later Peru, en dit jaar Venezuela.

De tweede grote bedreiging van de Cavendish is een bladschimmel die de zwarte sigatokaziekte veroorzaakt. De schimmel dringt de bladeren van de bananenplant binnen, en verstoort de fotosynthese. „Dat vervroegt de rijping van de vruchten”, zo valt te lezen in het vorig jaar verschenen boekje De Banaan, waarvan Kema mede de eindredactie deed. „Transport over zee is dan niet meer mogelijk.” Tegen deze bladschimmel bestaan wel pesticiden, maar omdat hij er ongevoeliger voor wordt, moeten telers steeds vaker spuiten. „Inmiddels wel vijftig tot zeventig keer per jaar. Dat is bizar!” Daarom werkt Kema ook aan de verduurzaming van het hele teeltsysteem. Planten groeien daarbij in potten, onder schaduwnetten, met afgemeten toevoeging van water en voedingsstoffen. Er loopt een test op de Filippijnen.

García-Bastidas zegt dat zich in banaan nog „tal van andere vervelende ziektes” aan het verspreiden zijn. Een virus dat dwerggroei veroorzaakt en de bloei blokkeert, bacteriën, aaltjes, snuitkevers.

Dat telers desondanks vast blijven houden aan de Cavendish, komt volgens García-Bastidas omdat deze variëteit een hoge opbrengst heeft. „En de hele keten is erop ingesteld.” Zeker voor de exportmarkt willen multinationals het liefst een banaan die qua vorm en smaak zo veel mogelijk op de Cavendish lijkt. Nieuwe variëteiten zijn algauw „niet goed genoeg”.

García-Bastidas loopt naar een bord waarop hun reddingsoperatie uitgelegd staat. „Onze veredeling verloopt anders dan nu vaak gebruikelijk is”, zegt hij. Door de opkomst van dna-technieken proberen onderzoekers nieuwe genen in de bestaande Cavendish te brengen. In Australië loopt bijvoorbeeld een proef – mede gefinancierd door fruit- en groentehandelaar LaManna – waarbij in Cavendishplanten een extra gen uit een rondworm of een wilde banaan zijn ingebracht. Het gen maakt planten resistent tegen TR4. Eerste proeven op een besmette plantage, in 2017 gepubliceerd in Nature Communications, bevestigden dat de gmo-planten resistent zijn. Vervolgonderzoek loopt nog.

Zeker voor de exportmarkt willen multinationals het liefst een banaan die qua vorm en smaak zo veel mogelijk op de Cavendish lijkt. Nieuwe variëteiten zijn algauw „niet goed genoeg”

Maar Kema laat weten dat „veel problemen blijven liggen” als je een gmo-banaan maakt die alleen tegen TR4 resistent is gemaakt. „Je moet nog steeds veel spuiten tegen de zwarte sigatoka-ziekte. Daar help je de boeren, de arbeiders en het milieu niet mee.” En dan zijn er nog al die andere ziektes. Bovendien geldt in de Europese Unie een importverbod voor gmo-gewassen. Die markt mis je dan.

Ruim 1.500 wilde soorten

De Wageningers beginnen hun veredeling bij soorten die in het wild voorkomen, en dus zaad in de bananen hebben. Ze putten daarbij uit de collectie die sinds midden jaren 80 is aangelegd bij de KU Leuven, onder leiding van Rony Swennen. „We hebben inmiddels ruim 1.500 wilde soorten in onze collectie”, zegt Swennen, emeritus hoogleraar Plantenbiotechniek. Hij heeft zelf vooral gewerkt aan de veredeling van bananenvariëteiten voor Afrika. „Omdat banaan daar zo belangrijk is voor de voedselvoorziening en het inkomen van kleine boeren.”

Swennen zegt dat het kruisen van bananen, via wilde zaaddragende variëteiten, al sinds begin vorige eeuw gebeurt. Maar tot voor kort duurde die route erg lang. Hij heeft zelf meegewerkt aan de ontwikkeling van vier nieuwe Matooke-variëteiten, een kookbanaan die veel in Afrika wordt verbouwd. Sinds vorig jaar zijn ze in Tanzania op de markt. Het kostte 17 jaar, zegt Swennen. „Maar inmiddels zou het veel sneller kunnen. Ik schat in de helft van de tijd.” Het heeft te maken met de opkomst van nieuwe screeningstechnieken en standaardisering van processen. „We hebben 70 wilde en eetbare soorten genetisch in kaart gebracht”, zegt Swennen. Er zijn allerlei genen bekend die een rol spelen bij resistentie tegen ziektes, bij rijping en opbrengst. Nakomelingen van kruisingen zijn nu veel sneller te screenen. „We volgen alles via barcodes. Ik zeg wel eens: alles behalve het personeel heeft hier barcodes.”

Gele kaartjes

Dat blijkt ook in de kas in Bemmel. García-Bastidas wijst naar de bloemen in de bananenplanten. Her en der hangen gele kaartjes. „We weten met welke soort een bloem is bestoven.” García-Bastidas vertelt dat ze van de verzamelde wilde soorten eerst een stamboom hebben gemaakt. „We weten welke in de Cavendish-familie zitten, en welke resistent zijn tegen TR4 en de zwarte sigatokaziekte.” Vervolgens hebben ze allerlei soorten met elkaar gekruist, binnen en buiten de Cavendish-familie. Uit de bananen van de nakomelingen halen ze de zaden. „Omdat bananenzaden van zichzelf lastig kiemen, pulken we voorzichtig de embryo’s eruit”, zegt García-Bastidas. Dat gebeurt in een laboratorium van Keygene in Wageningen. De embryo’s groeien op in reageerbuisjes, met hun wortels in een medium met de juiste voedingsstoffen. Van de plantjes kan snel het dna getest worden. „Zo weten we tegen welke ziektes ze resistent zijn”, zegt García-Bastidas. De meest interessante planten komen terug naar de kas in Bemmel. Ze groeien daar in potten verder op. Met hen wordt verder gekruist.

We weten welke in de Cavendish-familie zitten, en welke resistent zijn tegen TR4 en de zwarte sigatokaziekte

Maar dan zijn ze er nog niet. De nakomelingen van deze wilde soorten hebben nog bananen met zaden. „Daar kun je je tanden op breken”, zegt García-Bastidas. Om een zaadloze banaan te krijgen is een extra stap nodig. De Wageningers behandelen cellen van interessante nakomelingen met een chemische stof, waardoor het dna wordt verdubbeld. Elk chromosoom is daarmee niet in tweevoud (diploïde), maar in viervoud (tetraploïde) aanwezig. De tetraploïden worden vervolgens nog eens gekruist met ‘normale’ diploïden. Dat levert voornamelijk triploïden op, nakomelingen met chromosomen in drievoud. Ze maken geen, of nauwelijks, zaden aan. „Bovendien zijn die vaak sterk en hebben ze veel vruchtvlees.”

Swennen zegt dat de genetische basis van de bananenveredeling veel breder is geworden doordat er nu op grote schaal wilde soorten gekruist en gescreend kunnen worden. Kema verwacht dat er op niet al te lange termijn veel meer variëteiten beschikbaar zijn voor boeren, en dat de tijd van die enorme genetische eenvormigheid voorbij is. „Het telen van banaan wordt dan zoiets zoals wij aardappel of tarwe verbouwen. Een boer kan kiezen tussen een heleboel variëteiten. Maar dan zal de consument in de supermarkt wel moeten wennen aan meer variatie van de banaan.”

In de kas loopt García-Bastidas door een rij met bananenplanten en wijst omhoog. Er zijn bananen die op bonen lijken. Grote, rechte bananen. Rode bananen. „Zie je die tros met hele kleine banaantjes? Je hebt al snackpaprika’s en snackkomkommers. Waarom geen snackbanaantjes?”