Rene Geurts, moleculair bioloog in Wageningen, houdt zich bezig met een ruim honderd jaar oud vraagstuk: kunnen we ook ándere planten, naast klavers, laten samenleven met bacteriën die stikstof uit de lucht vastleggen? Dat zou een oplossing zijn voor het wereldwijde kunstmestprobleem.

Net als al het andere leven op aarde hebben planten stikstof nodig, onder meer voor hun eiwitten en DNA-regulatie. Ondanks dat onze atmosfeer voor 78% bestaat uit stikstofgas (N₂), is deze vorm van stikstof niet bruikbaar voor de meeste organismen. Het kost veel energie om de driedubbele binding tussen de twee stikstofatomen te breken. De meeste planten gebruiken daarom ammonia of nitraat om aan hun stikstofbehoefde te voldoen.

‘Ik wil genetische constructen in cassave zetten’

Er zijn drie manieren om atmosferische stikstof om te zetten in een voor organismen bruikbare vorm. De eerste is ontlading bij onweer: daardoor komt er soms nitraat in regendruppels terecht. Ten tweede zijn er bepaalde bacteriën, de zogeheten stikstoffixeerders, die beschikken over het nitrogenase-enzymcomplex dat N₂ kan omzetten in ammonia. Deze Rhizobium-bacteriën leven in symbiose met vlinderbloemige planten, met name klavers, in speciale orgaantjes: de wortelknolletjes (zie openingsfoto). Zo maken ze de stikstof voor de plant beschikbaar. Ten slotte is er het door chemici ontworpen Haber-Boschproces. Dat legde de basis voor de productie van kunstmest – een product waarvan inmiddels de helft van de wereldbevolking afhankelijk is.