De wilde wortels van tomaten

Op de Galapagoseilanden groeien twee endemische tomatensoorten met extreme droogte- en zouttolerantie. Bionieuws ging back to the roots of tomatoes.

‘Het is echt ongelooflijk. Terwijl Nederlanders tomaten vertroetelen in kassen, groeien op Galapagos nauw verwante tomaten als pioniergewassen op vulkanische rotsen en op plekken waar zeewater rondspat. Endemische tomatensoorten die extreme toleranties bezitten tegen droogte en zout. Ik ben er van overtuigd dat de wilde microbiomen van zulke tomaten ons veel kunnen leren over de groei en gezondheid van planten en de veredeling van gewassen. Het echte geheim van de tomaat zit in de relatie met zijn omgeving. We moeten back to the roots , naar de onzichtbare basis onder de tomaat’, zegt bioloog Pieter van ’t Hof van Universidad San Francisco de Quito (USFQ) in Ecuador, afgelopen zomer op Galapagoseiland Santa Cruz. De in Wageningen opgeleide Van ’t Hof heeft dan net drie uitputtende dagen veldwerk achter de rug op Isabela, het grootste eiland van de archipel. Hij leidt een Nederlands-Ecuadoraans team dat het wilde microbioom van tomaten in kaart brengt in oorsprongsgebieden van de Lycopersicon-tak van tomaten (Phytobiomes Journal, 2024). Die bestaat uit de wereldwijd gegeten cultuurtomaat Solanum lycopersicum , de kleine ‘oertomaat’ S. pimpinellifolium en de twee endemische tomatensoorten van Galapagos: S. cheesmaniae en S. galapagense (zie ‘Domesticatie van de tomaat’).

De USFQ-botanici Pieter van 't Hof en Ivan Astudillo Estévez. zamelen microbiomen in van een wilde tomatenplant die groeit op vulkanische rotsgrond op Isabela, Galpagos. Foto: José Lozano, 2024.

‘We zijn eerder al drie weken op expeditie geweest in Zuid-Ecuador om populaties te bemonsteren van Solanum pimpinellifolium, de voorouder van de cultuurtomaat in zijn oorsprongsgebied. Enorm intensief werk, want we nemen niet alleen monsters van de rizosfeer, het microbioom rond de wortels, maar ook van de fylosfeer, de biofilm op bladeren. Hiervan karakteriseren we met 16S/ ITS-sequencing of metagenomics de aanwezige bacteriën, archaea en schimmels’, legt Van ’t Hof uit. ‘Dit is vrijwel onontgonnen terrein in Ecuador, maar er zijn aanwijzingen dat het overgrote deel van de microben een positieve functionele invloed hebben op groei en weerstand van planten. Ons onderzoek is fundamenteel, maar later te vertalen naar moderne tomaten.’

Een deel van het tomatenteam op Galapagos, van links naar rechts: Pieter van 't Hof (USFQ), Naia Andrade Hoeneisen (Darwin200-Leader), Hanna Hoogenboom (Darwin200-Leader), Ivan Astudillo Estévez (USFQ) en Sarah Darwin (Museum für Naturkunde Berlin / Darwin200-Ambassador).

Het team rond Van ’t Hof en NIOO-bodemecoloog Jos Raaijmakers, met meerdere Leidse en Wageningse promovendi, krijgt tijdens de twee weken veldwerk op Galapagos hulp van de Britse botanicus Sarah Darwin, achter-achter-kleindochter van oerbioloog Charles Darwin, en ambassadeur van het Darwin200-project. Zij promoveerde in 2009 op onderzoek aan Galapagostomaten aan University College London en beschreef de hoofdzakelijk kustbewonende S. galapagense als aparte soort (Systematics and Biodiversity, 2003) vanwege de afwijkende bladvorm en zeer dichte fluweelachtige bedekking van de epidermis met eencellige (klier)haren of trichomen. De endemische Galapagostomaten produceren ook eetbare, oranje of gele, besachtige vruchten, die een belangrijke ecologische rol spelen en worden gegeten en verspreid door inheemse spotvogels en reuzenschildpadden. De endemische tomatensoorten blijken lang niet altijd op dezelfde plaats te staan als twintig jaar geleden. Ook lijkt er sprake van toegenomen hybridisatie met de twee geïntroduceerde cultuurtomaten (S. pimpinellifolum en S. lycopersicum). Een situatie die Darwin kenschetst als ‘een nachtmerrie voor de toekomst van endemische Galapagostomaten’. Natuurlijke populaties van endemische tomaten gaan op de Galapagoseilanden steeds verder achteruit.

Plantwetenschapper Pieter van 't Hof (Universidad San Francisco de Quito), botanicus Patricia Jaramillo Díaz (Charles Darwin Foundation Galapagos & IUCN Specialist Group on Galápagos Plants) en tomatenexpert Sarah Darwin (Museum für Naturkunde Berlin & Ambassadeur Darwin200-expeditie) bekijken in het herbarium van het Charles Darwin Research Station op Santa Cruz eerder ingezamelde exemplaren van Galapagostomaten. Foto's: Moebius.

In een indrukwekkende videopresentatie in het USFQ-Galapagos Science Center op San Cristobal bepleit de net afgestudeerde Wageningse plantenwetenschapper en Darwin200-Leader Hanna Hoogenboom de noodzaak van de bescherming van endemische en wilde tomatensoorten in herkomstgebieden en dat te financieren via een afdracht van veredelde producten.

Volgens Darwin zijn eigenschappen van de Galapagostomaten in het verleden in ieder geval gebruikt om cultuurtomaten makkelijker oogstbaar te maken. Daarnaast zijn in meerdere Wageningse veredelingsprojecten in S. galapagense resistenties tegen onder meer tripsen, witte vliegen en bladluizen geïdentificeerd, bevestigt de nu gepensioneerde geneticus en voormalig onderzoeksleider Ben Vosman. ‘De harige bladeren, door het bezit van veel trichomen, zorgen ervoor dat deze soorten over een grote tolerantie beschikken tegen kleine plaaginsecten. Een eigenschap die relatief eenvoudig is in te kruisen in cultuurtomaten. We deden het onderzoek samen met veredelingsbedrijven, maar ik weet niet of ze ook gebruikt zijn om een resistent tomatenras te maken dat op de markt is gekomen, dat valt buiten ons gezichtsveld’, vertelt Vosman.

Een gecultiveerde trostomaat (Solanum lycopersicum). Foto: Shutterstock.

‘Om te weten hoe zo’n kweekproduct is ontstaan, zul je het genetisch spoor terug moeten volgen’

Volgens expert zaadsystemen Niels Louwaars, ouddirecteur van brancheorganisatie Plantum, ontbreekt hiervoor de documentatie. ‘Wetenschappers produceren publicaties en kwekers nieuwe rassen. Om te weten hoe zo’n kweekproduct is ontstaan, zul je het genetisch spoor terug moeten volgen.’ Hij kent de discussie over access and benefit sharing en de wens biodiversiteitsbehoud in oorsprongsgebieden te financieren met winsten uit de producten die hieruit voortkomen. ‘Het is conceptueel een prima plan, maar leidt in de praktijk tot veel juridisch getouwtrek, bureaucratie en vooral stilstand’, aldus Louwaars. ‘Al het ingezamelde genetisch materiaal van voor 1993 – het Biodiversiteitsverdrag van Rio – is vrijgesteld van iedere verplichting. Sindsdien is vrijwel alle uitwisseling van genetische bronnen stilgevallen.’ Louwaars verwacht ook niet dat het in 2024 op biodiversiteitstop COP16 afgesproken Cali Fonds hier snel verandering in zal brengen. Dat fonds wil bijdragen gaan innen bij farma- en biotechbedrijven voor gebruik van digitale sequentie-informatie (DSI) van genetische hulpbronnen. Louwaars: ‘Er is nog niet gedefinieerd wat DSI precies is, maar al wel dat ervoor betaald moet worden! Hierover heerst nu vooral verwarring. Het lijkt weer een manier om je rijk te rekenen. Ik denk dat het beter is om biodiversiteit gewoon generiek te financieren vanuit belastingen of btw, want consumenten zijn de uiteindelijke gebruikers van biodiversiteit.’

De cultuurtomaat (Solanum lycopersicum) is botanisch gezien een besvrucht, die meestal wordt gekwalificeerd als een groente. Linnaeus benoemde de tomaat al in 1753 tot Solanum lycopersicum, maar de soort ging nog minstens twee eeuwen als Lycopersicon esculentum door het leven, waardoor ook deze naam nog veel wordt gebruikt. De domesticatie is waarschijnlijk verlopen in twee stappen, waarbij in Zuid-Amerika (Ecuador/ Peru) uit de wilde S. pimpinellifolium zo’n 78 duizend jaar geleden de half-gedomesticeerde tussenvorm en landras S. lycopersicum (var. cerasiforme ¹) ontstond, die vervolgens overging tot een volledig gedomesticeerde vorm in Midden-Amerika (Molecular Biology and Evolution, 2020). Veel eigenschappen zijn ontstaan in de Andes, deels verloren gegaan na verspreiding naar Mexico, maar daar vanaf 700 door Azteken opnieuw geselecteerd. De door hen al veredelde tomaat raakte door Spaanse kolonisten vanaf 1540 en vanuit Europa verspreid over de hele aarde.

De historische reis van de tomaat: van Ecuador (1-2), via Mexico (3) naar Europa (4-5) en weer terug naar Amerika (Bron: Phytobiomes Journal, 2024)

Volgens genoomonderzoek aan tot 400 jaar oude Europese herbariumexemplaren van de tomaat, waarop de Zwitserse evolutiebioloog Thomas Grubinger 15 januari in Zürich promoveerde, is er in de 16de eeuw al sprake van een grote variatie in vruchtvorm, -grootte en -kleur. De selectie op vooral vruchtgrootte had een grote weerslag op de smaak. ‘Historische tomaten van kersformaat waren zoeter dan tomaten met grote vruchten, maar historische tomaten met grote vruchten smaakten mogelijk minder bitter en zuur dan moderne tomaten’, schrijft Grubinger.

De cultuurtomaat doorliep een haast niet te reconstrueren veredelingstraject, gericht op vruchtgrootte, smaak, opbrengst, resistenties en teelteigenschappen, waarbij ook gebruik gemaakt is van wilde en verwante tomaatsoorten uit oorsprongsgebieden en (secundaire) landrassen uit Spanje en Italië (Agronomy, 2021). Naar schatting bezitten cultuurtomaten minder dan vijf procent van de genetische variatie in wilde soorten (Annals of Botany, 2007). Die worden bewaard in het natuurlijke habitat van de Andes en Galapagos en voor 4.523 accessies in het Tomato Genetics Resource Center in Davis, Californië. Terwijl het Centrum voor Genetische Bronnen Nederland in Wageningen zo’n 1.350 accessies van voornamelijk gecultiveerde tomaten herbergt. Volgens onderzoek onder negentig rassen Nederlandse kastomaten uit de periode 1950-2016 lag de genetische diversiteit rond 1960 op zijn laagst en is door aandacht voor resistenties (jaren tachtig) en voor smaak en vruchtvorm na de Duitse Wasserbomben-kritiek (jaren negentig) weer opgekrikt tot boven de 25 procent (Frontiers in Plant Science, 2019).

Tomaten zijn met 192 miljoen ton wereldwijd de meest geteelde groente (FAO Stats, 2023). China, India en Turkije zijn topproducenten, Nederland staat rond de 23ste plaats, maar is wel nummer 1 qua opbrengsten per hectare (met jaarlijks 506 ton per hectare) en een wereldleider in de productie van tomatenzaden. Volgens WikiFarmer worden wereldwijd meer dan negenduizend tomatenrassen geteeld.

¹ Correctie 28 maart 2025 (er stond abusievelijk: cerestiforme)

In aanloop van mijn bezoek aan de Galapagoseilanden in mei 2024 tijdens de Darwin200expeditie ontdekte ik dat overal op internet zaden van Galapagostomaten te koop waren. Ik bestelde bij tomatenzaden.nl een aantal zakjes zaad (zie foto boven) van ‘een wilde tomaat die groeit op de Galapagoseilanden’ onder de ‘soortnaam’ Lycopersicon Cheesemanii (met ‘heerlijke, typisch zurige tomatensmaak’). Ondanks de verhaspelde naam (zie: ‘Domesticatie van de tomaat’) ging ik ervan uit dat het de endemische Galapagostomaat Solanum cheesmaniae betrof. Cheesmaniae is in ieder geval de juiste vervoeging, want de soort is ingezameld door een vrouw: de Britse entomoloog, wereldreiziger en soortenverzamelaar Evely Cheesman (1881-1969).

De zakjes zaad gaf ik als aandenken aan achterblijvers die me behulpzaam waren geweest. Al tijdens mijn reis kreeg ik berichten en beelden door van de Wageningse bioloog en ex-Galapagosgids Caroline van der Mark van weelderig opgroeiende tomatenplanten en uiteindelijk ook veel oranje gele tomaatjes, ‘groter dan hoe ik ze ken’ maar ‘heerlijk, fris, niet heel zoet’. Vooral de planten op gewone potgrond bij haar dochter in Den Bosch deden het prima, wat tot verbazing leidde bij tomatenonderzoeker Pieter van ’t Hof van USFQ in Ecuador. ‘Echt? Serieus, zouden dit Galapagostomaten zijn?’ en ‘Wat zijn die tomaten groot zeg. De vorm van de bladeren overtuigen me nog niet’, was zijn commentaar.

De op Nederlandse potgrond opgekweekte 'Galapagostomaat'. Foto: Caroline van der Mark.

Na mijn terugkomst stuurde ik 15 augustus een vraag naar tomatenzaden.nl of dit wel echte wilde zaden van Galapagos betrof. Hierop ontving ik geen antwoord, maar na herhaalde verzoeken erkent Robert-Jan Massier van tomatenzaden.nl op 12 maart in een mail dat ‘er inderdaad iets mee mis is’. Volgens hem heeft hun leverancier (zadengroothandel Pieterpik in het Friese Luinjeberd) destijds ‘Solanum lycopersicum geregistreerd met de rasnaam Cheesemanii / Galapagos’, ‘waarschijnlijk zo genoemd omdat hij er toch enigszins op lijkt’. Het gaat dus eigenlijk om een ras van de gewone cultuurtomaat en het plantenpaspoort geeft ook aan dat ze in Nederland geproduceerd zijn.

Massier zegt dat hij de beschrijving gaat aanpassen, maar dat is op 21 maart nog niet gebeurd. Het bestrijden van zulke zwendel en misinformatie lijkt ook dweilen met de kraan open. Er zijn tientallen webshops die zaden van ‘wilde Galapagostomaten’ aanbieden (ook van ‘Solanum galapagense’). De kroon spant de Belgische webshop Vertiloom die ‘Wilde heirloom (Solanum Cheesemannii) uit de Galapagos-eilanden’ (SIC) aanbiedt, ‘verzameld door Sarah Darwin, achterkleindochter van Charles Darwin’.
Expert zaadsystemen Niels Louwaars, oud-directeur van branchorganisatie Plantum, is niet verbaasd, maar gruwt wel van zulke websites ‘die hobbytuinders met mooie verhalen om de tuin leiden’.

Zie ook:
-Wild Galapagos Island Tomatoes and the Secrets of Diverse Wild Tomato Species - Blog Andrew Barney, 1 februari 2018
-Agrobiodiversity: The living library - Karl Gruber, Nature, 27 april 2017
-Veggie Family Secret: Tomatoes are Double First Cousins - Rebecca Rupp, National Geographic, 15 juli 2014