Zijn petunia's verslavend?

De petunia's zijn, botanisch gezien, broertjes van de nicotiana's. Van de nicotiana's weten we dat ze bron zijn van tabak. De nicotine van de nicotiana's is een krachtige alkaloïde die, zoals altijd, bedoeld is om vraatschade te beperken. Het is dus niet zo gek om te veronderstellen dat ook petunia's eenzelfde manier hebben ontwikkelend om zichzelf te beschermen tegen de vraatzucht van planteneters.

Zo op het eerste gezicht klopt dat idee. Zelfs Wikipedia meldt hier dat ooit (of ergens) gerapporteerd is dat de Petunia violacea in Ecuador werd gebruikt als een hallucinerend middel, waar het bekend staat als shanín. Van deze drug wordt gemeld dat het sensaties van zweven en vliegen kan veroorzaken. Die effecten doen ons denken aan diverse Europese planten die ooit door heksen zouden worden gebruikt om te kunnen vliegen.

Maar we hadden hier al eerder gemeld dat wetenschappers er niet in geslaagd waren om potentiële kandidaten te identificeren. Geen alkaloïden betekent geen verslavende of hallucinerende werking.

Maar het idee van verslaving bleek toch te aantrekkelijk om los te laten. Op diverse sites, waar men drugsgebruik met een positieve blik bekijkt wordt toch een effect beschreven. Ik zal een melding op een verborgen forum even voor de lezer vertalen.

“Nadat ik gehoord had van de vermeende psychoactieve eigenschappen van petunia's en gezien hun naaste botanische verwanten, besloot mijn vriend thee te zetten van zes grote, diep paarse, fluweelachtige bloemen. Water werd gekookt, gehakte verse bloemen werden toegevoegd. Het water kreeg meteen een mooie donkerblauwe kleur. De vloeistof werd na een paar minuten gezeefd en de resulterende thee werd gedronken door mijn enthousiaste vriend die zich niet druk maakte om de smaak, die ietwat bloemig zou zijn. Binnen een half uur manifesteerden zich de effecten in de vorm van milde 'adrenalinestoten' die met tussenpozen van ongeveer vijf minuten kwamen. Mijn vriend merkte op dat het effect vergelijkbaar was met de effecten van yohimbe die ook dergelijke rushes veroorzaken. Mijn vriend merkte op dat het gevoel onaangenaam was en het gevoeld gaf alsof je ergens door schrok Hij ondervond ook wat sedatie op vanwege de thee en ging binnen 45 minuten na het drinken van de thee naar bed. Mijn vriend besloot zich af te trekken (zijn vriendin was de stad uit). Dit snode plan mislukte door de effecten van de thee. Hij viel in slaap en droomde woeste dromen”.

Hoe kunnen we die tegenstrijdige ervaringen met elkaar in overeenstemming brengen, zo zul je je op dit moment kunnen afvragen. Het antwoord is eenvoudig.

De sukkel heeft niet een aftreksel van een Argentijnse petunia (Petunia violacea) gebruikt, maar heeft zich kennelijk vergist. Hij moet per ongeluk de bloemen van de klimmende winde (Ipomoea violacea) hebben gebruikt[1]. Die lijken namelijk zeer veel op die van de petunia en daarvan weten we wel degelijk dat ze hallucinerende effecten hebben.

[1] Butler et al: Petunia violacea: hallucinogen or not? in ScienceDirect – 1981. Zie hier.

Petunia's en hun biologische klok

De biologische klok in de hersenen van zowel mensen als dieren is verantwoordelijk voor de regulatie van het zogenaamde circadiaan ritme (ook wel 24-uursritme of slaap-waakritme genoemd). Licht dat op het netvlies van de ogen valt wordt via speciale lichtgevoelige cellen naar de hersenen geleid. Daar wordt, gedurende de afwezigheid van daglicht, de aanmaak van het hormoon melatonine het waak-slaapritme gereguleerd.

Circadiaan verlopende functies vertonen een patroon dat dagelijks herhaald wordt. Het ritme wordt via de biologische klok functioneert onafhankelijk van omgevingsfactoren, zoals licht en temperatuur. De lichaamstemperatuur is een voorbeeld van een functie met een circadiaan ritme. In de late middag (ongeveer 6 uur voor het inslapen) is deze het hoogst, en 2 uur na het inslapen het laagst. Ook andere lichaamsfuncties vertonen een circadiaan ritme, waaronder afscheiding van bepaalde hormonen, hartritme, slaappatroon, volume van de urineblaas en de behoefte aan eten en drinken.

Maar, zo vroeger wetenschappers zich af, zouden planten ook een biologische klok hebben en daardoor ook een circadiaans ritme? Tijd voor onderzoek vonden ze en welke plant kun je daarvoor beter gebruiken dan de petunia[1].

De circadiane klok van de petunia blijkt omgevingssignalen te coördineren via interne processen, waaronder secundair metabolisme, groei, bloei en vluchtige emissie. Verschillende weefsels van de plant zijn gespecialiseerd in verschillende functies. Bloemblaadjes verbergen bijvoorbeeld de geslachtsorganen terwijl ze bestuivers aantrekken.

De onderzoekers analyseerden de structuur van de biologische klok van de bladeren en de bloedblaadjes van de petunia (Petunia x hybrida). Ze registreerden de expressie van 13 klokgenen onder licht:donker (LD) en constante duisternis (DD).

Bij een normaal dag- en nachtrite (licht:donker) bereikten klokgenen hun maximale expressie in de bladeren tijdens de lichte fase en de bloemblaadjes geurende de donkere periode. Onder constante duisternis werd maximale expressie vertraagd, vooral in bloemblaadjes.

Interessant was dat het ritmische patroon bleef bestaan in bladeren en bloemblaadjes bij zowel licht:donker als constante duisternis. Variatie in genexpressie verschilde wel tussen bladeren en bloemblaadjes, tijdstip van de dag en fotoperiode.

Uit de resultaten bleek dat petunia's een gespecialiseerde klok hadden voor zowel de bladeren als de bloemblaadjes. Toch knap van die petunia.

[1] Terry et al: Transcriptional Structure of Petunia Clock in Leaves and Petals in Genes – 2019.

Oorsprong van (illegale) oranje petunia's gevonden

In het voorjaar van 2017 werd er een wereldwijde terugroepactie georganiseerd voor petunia's met oranje bloemen. Dat leverde nogal wat schade op voor zaadhandelaren en tuincentra.

Die oranje petunia's waren geidentificeerd als planten die genetically engineered  waren, maar niet volgens de regels waren aangemeld. Illegaal op de markt gebracht derhalve.

Het bleek dat wetenschappers een enzym uit maïs, dihydroflavonol 4-reductase (DFR, A1), in de petunia's hadden ingebouwd. Dit enzym was ooit onderwerp van wetenschappelijk onderzoek om te bekijken of men planten pelargonidin kon laten produceren. Pelargonidin is een oranje kleurstof, een anthocyanidine. Diezelfde kleurstof is ook van nature aanwezig in aardbeien, cranberry's en – vreemd genoeg – kidneybonen.

Onderzoekers hebben alle op de markt verschenen oranje varieteiten nu grondig onderzocht[1]. Men kwam tot de conclusie dat de ultieme bron van deze genetically engineered petunia's in Duitsland lag toen daar in de jaren 80 van de vorige eeuw onderzoek aan werd gepleegd door het Max Planck Institute for Plant Breeding Research in Keulen, gevolgd door veldproeven in de jaren 90[2]. Daarna werden er in Amerika ook nog veldproeven mee verricht.

In diverse laboratoria lagen dus nog zaden opgeslagen en de onderzoekers vermoeden dat door de vele fusies van onderzoeksinstituten en zaadbedrijven men simpelweg vergeten is dat er geen toestemming was gevraagd voor die prachtige oranjekleurende petunia's.

Europese en Amerikaanse autoriteiten beklemtonen dat er geen enkel gevaar bestaat voor negatieve gevolgen. Nu zeggen ambtenaren dat wel vaker en dus nemen we die conclusie maar met een flinke korrel zout.

[1] Haselmair-Gosch et al: Great Cause—Small Effect: Undeclared Genetically Engineered Orange Petunias Harbor an Inefficient Dihydroflavonol 4-Reductase in Frontiers of Plant Science – 2018. Zie hier.
[2] Meyer et al: A new petunia flower colour generated by transformation of a mutant with a maize gene in Nature - 1987

Reitz's Petunia

Raulino Reitz (1919-1990) was een katholiek priester, botanicus en Braziliaans historicus. Hij richtte in 1942 Herbário Barbosa Rodrigues, dat een grote collectie planten uit de omgeving van de gemeente Itajaí in noordoostelijke Braziliaanse deelstaat Santa Catarina. Hij was tevens directeur van de Botanische Tuin van Rio de Janeiro tussen 1971 tot 1975.

Reitz had zo'n grote collectie planten verzameld dat het wel eens lastig bleek om de juiste naam bij de juiste bloem te vinden. In 1964 werd aan de hand van een al in 1948 door Lyman Bradford Smith en Robert Jack Downs gevonden exemplaar vastgesteld dat een petunia tot een aparte soort behoorde.

Deze petunia komt alleen voor in bergachtige gebieden en zijn voorkomen is beperkt tot een klein gbied tussen de plaatsen Bom Retiro en Urubici. Om zijn inspanningen op het gebied van plantkunde te eren, besloten Smith and Downs Raulino Reitz te eren. De petunia kreeg de naam Petunia reitzii ofwel Reitz's petunia.

Reitz's petunia is een kruidachtige, vertakte, wijdverspreide plant. De soort groeit op een hoogte van ongeveer 1000 meter tegen de wanden van kliffen naast rivieren. De plant hangt daardoor vrij in de ruimte. Toch kan de sort ook op hellingen groeien die aan de elementen zijn blootgesteld. En taaie rakker.

Deze petunia bloeit met prachtige dieprode tot purperkleurige trompetvormige bloemen van circa 4.5 centimeter lang.

Het zal je niet verbazen dat Reitz's petunia op de Braziliaanse lijst van ernstig bedreigde soorten terecht gekomen is. Tijd voor actie, zo zou je zeggen, maar daar daar zie ik nog geen signalen voor. Hoe lastig kan het zijn om een project te starten om deze prachtige petunia in een kas of tuin te vermeerderen om Reitz's petunia voor uitsterven te behoeden.

Patagonische Petunia

Patagonië beslaat het zuiden van Zuid-Amerika en het gebied wordt daardoor gedeeld door Argentinië en Chili. Het grenst zowel aan de Atlantische Oceaan en de Stille Oceaan. Het hele gebied is maar spaarzaam bewoond.

Het gebied bevat de zuidelijke uitlopers van het Andes-gebergte, maar ook – ten oosten van die bergrug – woestijnen, pampa's en graslanden. Door de zuidelijke ligging is het klimaat koel en droog, maar het weer kan plaatselijk behoorlijk slecht zijn.

De flora heeft zich aan die aparte omstandigheden moeten aanpassen en dat betekent dat er vrij zeldzame soorten zijn ontstaan. Ook binnen de petunia's is er een vreemde eend in de bijt aangetroffen, de Patagonische petunia (Petunia patagonica).

Het eerste deel van de wetenschappelijke naam, Petunia, kan herleid worden tot het Frans in de 16de eeuw toen men daar de plant petun noemde, het was toen al een verouderd woord voor 'tabaksplant'. De Fransen leenden het woord van de Portugezen, waar de plant petum ('tabaksplant') werd genoemd. De Portugese kolonisten hadden de plant in Zuid-Amerika 'ontdekt' en vroegen aan de plaatselijke Indianenstam, de Guarani, hoe zij die plant noemden. Dat was pety ('tabaksplant'). Het tweede deel, patagonica, betekent natuurlijk '(uit) Patagonië', maar dan beginnen de problemen pas écht, want niemand weet precies (meer) hoe die landstreek aan zijn naam is gekomen. Het is echter afgeleid van het woord patagón, de naam die de beroemde ontdekkingsreiziger Fernão de Magalhães (1480-1521), bij ons bekend als Ferdinand Magallan in 1520 aan de inheemse bevolking gaf. Het woord patagón is verder terug te leiden tot het Spaanse en Portugese pata, dat '(dieren)poot' betekent en verwijst naar de schoenen, gemaakt van de vacht van een lama, die de mensen daar tegen de kou droegen.

Deze laagblijvende petunia heeft zich uitgedost met bloemen, die gebroken wit van kleur zijn en welke geaderd zijn met prachtig violet en goud. Het is een koninklijke kleurencombinatie, nietwaar Koningin Maxima? De gezwollen bladeren lijken op die van vetplanten.

De Patagonische petunia heeft zich perfect aangepast aan het heldere licht van een voortdurend wolkenloze hemel en is bovendien bestand tegen de altijd waaiende wind. Deze soort heeft geen speciale aandacht nodig om zich in vrijwel iedere tuin thuis te voelen. Hij is gewend aan uitdagingen.

Alkaloïden in Petunia's?

Alkaloïden worden door planten aangemaakt om vraatschade door planteneters te voorkomen. Meestal zijn ze bitter van smaak, maar soms zijn ze zo scherp dat het de dieren ontmoedigt om te eten. Petunia's zijn nauw gerelateerd aan de tabaksplanten (Nicotineae). Die laatste maken diverse nicotinoïden aan, een bitter goedje. Het is de nicotine in tabak waar we verslaafd aan kunnen raken.

De vraag is dus: als petunia's en tabaksplanten zo nauw verwant zijn, bezitten de petunia's dan ook verwante stofjes om zichzelf te verdedigen? Kun je petuniabladeren dan ook roken om een positief gevoel te krijgen?

Een verslag uit Ecuador meldt dat Petunia violacea ooit werd gebruikt als een hallucinogeen door enkele inheemse Zuid-Amerikaanse volkeren onder de naam Shanin (Alvear, 1971). De petuniabladeren werden inderdaad gerookt en gaven de gebruikers een gevoel van 'vliegen'. Een onderzoek probeerde duidelijk te krijgen welke alkaloïden zich in de petuniabladeren verstopten, maar tot hun verrassing konden ze geen enkele alkaloïde aantonen[1].

Geen probleem, zo meldden de onderzoekers, want niet alle hallucinogenen zijn alkaloïden en niet alle alkaloïden konden met hun apparatuur gevonden worden. En dus zou die ongrijpbare alkaloïde een atypische alkaloïde moeten zijn.

Ander onderzoek toonde in Petunia parodii een aantal ergostanoïden aan[2]. Dat zijn hormoonachtige stofjes en we weten dat die al in kleine hoeveelheden uiterst grote effecten kunnen hebben. Vraag het de larven van de corn earworm (Heliothis zea) maar eens. De zogenaamde petuniasteronen remmen de groei van die larven met wel 50%[3].

Een wat ouder onderzoek bracht echter aan het licht dat enkele stofjes in Petunia hybrida een krachtige remmer van cholinesterase zijn. Dat is een enzym die verantwoordelijk is voor de afbraak van de neurotransmitter acetylcholine. Normaal gesproken zorgt remming van dit enzym niet voor hallucinaties, maar het heeft wel behoorlijke geestelijke en lichamelijke effecten.

Ter verduidelijking: zenuwgassen (Sarin, Soman, Tabun, VX en Novichok), landbouwgif (malathion, parathion, diazinon, fenthion, dichlorvos, chlorpyrifos, ethion en trichlorfon) of een overdaad aan nicotine zorgen ook voor een overdosis aan acetylcholine als gevolg van de krachtige remming van cholinesterase. We weten allemaal dat dit geen positieve effecten heeft op het menselijk functioneren.

Je kunt petuniabladeren dus roken, kunt er misschien het gevoel van krijgen dat je kunt vliegen, maar ik kan je bijna garanderen dat je pijnlijk zult neerstorten.

[1] Butler et al: Petunia violacea: hallucinogen or not? in Journal of Ethnopharmalocoly – 1981. Zie hier.
[2] Elliger et al: Petuniasterone N, an Unusual Ergostanoid from Petunia Species in Journal of Natural Products – 1989
[3] Elliger et al: Petuniasterone R, a New Ergostanoid from Petunia parodii in Journal of Natural Products – 1992

Rode Petunia

De Rode Petunia (Petunia exserta) is een uiterst zeldzaam lid van de familie der Petunia's. Deze variant is inheems in de Serras de Sudeste (de 'zuidoostelijke bergketen') in zuidelijk Brazilië. Zo zeldzaam zelfs dat de rode petunia pas in 1987 voor het eerst wetenschappelijk werd beschreven. Slechts 14 planten konden worden gevonden tijdens een expeditie in 2007.

In het wild groeit de rode petunia alleen op beschaduwde barsten in zandsteen. Het blijkt de enige petuniasoort te zijn, die niet voornamelijk door motten, maar door kolibri's wordt bevrucht. Het is bovendien de enige waarvan de trompetvormige bloem een natuurlijke rode kleur heeft.

In tegenstelling tot al zijn andere familieleden, de Petunia's en de Nicotiana's (tabaksplanten), verspreidt de rode petunia geen heerlijke geur. De reden daarvan is dat hij een kolibri probeert te lokken met zijn rode kleur en geen mot met een heerlijke geur.

Het eerste deel van de wetenschappelijke naam, Petunia, is hier al eerder verklaard. Het tweede deel, exerta, is afgeleid van het Latijnse woord excertus dat gedurende de geschiedenis diverse betekenissen heeft gehad. We kunnen dus kiezen, maar het meest waarschijnlijke is 'uitsteken' in de zin van 'rechtop uit een rots groeiend'.

De rode petunia deelt zijn rechtop staande groeiwijze met de witte petunia (Petunia axillaris) en de Petunia secreta. De laatste heeft nog geen 'gewone' naam, maar we kunnen hem 'geheime petunia' gaan noemen.

Behalve dat de rode petunia zeer zeldzaam is, heeft hij nog een ander probleem: het lijkt er op dat hij eenvoudig met andere soorten kan kruisen, wat dus een hybride oplevert. Bovendien is de prachtige rode kleur het gevolg van enkele anthocyaniden, die verschillen van die van gekweekte rode soorten Petunia.

Toch is zijn voortbestaan voorlopig verzekerd, omdat tuinliefhebbers hem zo graag in hun tuin wilde hebben dat kwekers zich op deze soort gestort hebben[1]. Iedereen probeert de zaadjes en de planten gescheiden te houden van andere soorten.

[1] Blackhall-Miles: Petunia exserta: a flower on the brink of extinction in The Guardian – 30jul15. Zie hier.