De toekomst van de peulvrucht, op aarde en op Mars
Wieger Wamelink, Ecoloog en exobioloog, Wageningen
Vorig jaar zat ik tijdens een bonendiner aan tafel met Wieger Wamelink. Daar vertelde hij over het bijzondere en opmerkelijke onderzoek waar hij aan werkte: gewassen telen, waaronder peulvruchten, op Maan- en Marsgrond. Deze grond is na analyses van monsters van Maan- en Marsgrond door NASA nagemaakt met woestijnzand uit Arizona voor Maanstof en vulkaanzand uit Hawaï voor Marsstof. Wieger is als ecoloog en exobioloog werkzaam aan de Universiteit van Wageningen (WUR). Een exobioloog doet onderzoek naar mogelijk leven buiten aarde. ‘Ik vind ruimtelandbouw, ons leven naar een andere planeet brengen, een betere term’, zegt Wieger als ik hem in Wageningen bezoek. In zijn kantoor staat een door rood en blauw LED licht verlichte opstelling waarin allemaal potjes waaruit kleine en iets grotere plantjes groeien. Op gewone aarde, Maanstof en Marsstof kijkt Wieger bijvoorbeeld hoe en of rucola groeit. Hij laat een klein sprietje zien. ‘Kijk dit is heel bijzonder: dit wordt een appelboom. De eerste boom die we kweken met Marsgrond.’
Over-Leven op Mars
Wieger’s fascinatie voor de ruimte voert terug naar zijn kindertijd, hij las alles wat er over astronomie verscheen en had al jong belangstelling voor ecologie (studie die het samenspel tussen organisme en hun omgeving onderzoekt). Wieger wilde astronoom worden maar koos voor een studie botanie en werd plantkundige. ‘Eigenlijk heb ik de dingen die ik als kind al leuk vond gecombineerd. Met mijn onderzoek wil ik kijken of we op andere planeten zoals Mars en de Maan kunnen voorzien in een duurzaam ecosysteem waarin we ons eigen voedsel verbouwen. Vanuit wetenschappelijke interesse maar ook vanuit het besef dat we een keer naar Mars gaan en terug naar de Maan. Een reis naar Mars duurt in de toekomst zes maanden en om daar te overleven heb je voedsel nodig. Dat zou je zelf moeten verbouwen en daar doe ik onderzoek naar. Behalve gewassen heb je onder andere ook bacteriën, schimmels, hommels, wormen en misschien kippen nodig. De hommels zijn voor de bestuiving en overleven beter dan bijen omdat ze in winterslaap gaan en daardoor de reis naar Mars kunnen overleven.’
Maar kún je dan op Mars leven, vraag ik in lichte verwarring. Wieger: ‘Ja dat kan, op een bijzondere plek namelijk onder de grond. Mars is bijna luchtledig en de temperatuur is -60 tot -100 graden Celcius, ook is er kosmische straling die dodelijk is. Daarom zou er een meter onder de Marsbodem een geheel nieuwe leefwereld, een dome opgebouwd moeten worden.’
Maar hoe moet dat dan met zuurstof en water toch essentieel voor leven? ‘Water is er volop op Mars in de vorm van ijs. Zuurstof kun je maken door middel van allerlei omzettingsprocessen. Dat bouwen en alle andere voorwaarden voor leven kun je heel lang van tevoren doen door het vooruitsturen van materiaal en instrumenten. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA betaalt dit. Vaak wordt gedacht dat dit verspilling is van belastinggeld. Toch kunnen jij en ik niet minder zonder al die vindingen die we aan de ruimtevaart te danken hebben.’ Inderdaad zonder mijn TomTom was ik waarschijnlijk niet op tijd in Wageningen geweest en had ik Wieger onderweg ook niet mobiel kunnen bellen omdat ik het juiste gebouw niet kon vinden.
Gewassen telen op Maan en Marsgrond
Tijdens eerdere experimenten in 2013, 2015 en 2016 heeft Wieger onderzocht welke gewassen er zoal op Maan- en Marsgrond kunnen groeien. ‘Dat waren radijs, tomaat, rogge, wilde bloemen en vlinderbloemigen: peulvruchten, waaronder lupine, erwten en sperziebonen’, vertelt hij. ‘Die zijn essentieel want ze zijn samen met bacteriën verantwoordelijk voor stikstofbinding en verrijken zo de bodem. Maan- en Marsaarde bevat geen dode plantresten – organisch materiaal – en daardoor geen stikstof, dat moet opgebouwd worden en hiervoor zijn peulvruchten van groot belang. De Mars- en Maangrond is geanalyseerd, deze bevat veel zware metalen zoals lood, kwik, cadmium en zink. Gewassen die wij lieten groeien hebben we de daarna onderzocht: in hoeverre komen deze metalen in de plant? Verrassend genoeg was dit nog minder dan bij de controlegroep die we uitvoerden met gewone aarde. (Hetgeen een teken is hoe we onze aarde letterlijk aan het vervuilen zijn – JB) ‘Sperziebonen groeiden tijdens ons experiment in 2016 zéér overvloedig op Marsgrond, kilo’s hebben we van de planten geplukt.’ Is daarom dit onderzoek niet nu al – ruim voor we naar Mars gaan – van groot belang? Zou de kennis van dit onderzoek niet een van de oplossingen kunnen zijn voor het wereldvoedselvraagstuk? Wieger begint te glimmen en beaamt dit: ‘Dat zou best eens mogelijk zijn om bijvoorbeeld woestijngrond vruchtbaar te maken.’
De toekomst van de peulvrucht
Nog even naar de peulvruchten, wat is volgens Wieger de toekomst van de peulvrucht? Hij vertelt: ‘Die is voor leven op Mars en de Maan essentieel. Als voeding en voor de stikstofbinding, dus om de bodem te verrijken. De verse soorten om als groenten met vitamine C te dienen en de gedroogde soorten als bron van eiwit. Dichterbij in het heden en op aarde zijn peulvruchten essentieel voor arme gebieden. Daar waar de bodem arm is verrijken ze deze gratis en ze zijn voedzaam. Met peulvruchten is onze toekomst gegarandeerd.’
Is het mogelijk dat er op andere plaatsen in het heelal peulvruchten groeien? Hoewel Wieger het niet zeker weet, vermoedt hij van niet. ‘Misschien iets wat er op lijkt. Peulvruchten zoals wij die kennen acht ik uitgesloten; het zaad zou een reis door het heelal niet overleven.’
Leven op andere planeten?
Is er leven is op andere planeten? ‘We weten het niet. Volgens berekeningen zou je denken van ja. Maar waar? Dat is de grote vraag. Als je naar ons zonnestelsel kijkt dan is de maan uitgesloten. Want een voorwaarde voor leven is de aanwezigheid van vloeistof. Daarom is er nu geen leven op Mars maar misschien wel in het verleden, want er is water op Mars geweest en nu ijs. Sommige manen van Jupiter hebben een ijskorst met daaronder water. Het zou kunnen dat daar leven is. Als er leven zou zijn dan heeft dat een andere oorsprong dan dat van ons. Misschien zelfs in een vorm die wij niet als leven herkennen. En als er op andere planeten waar leven zou zijn, iets van eten zou groeien dan is het natuurlijk maar de vraag of wij dat ook zouden kunnen verteren, zelfs als dat op peulvruchten zou lijken. Daarom is het zelf opbouwen van een duurzaam en zelfvoorzienend ecosysteem voorwaarde voor menselijk leven in de ruimte.’
Naar Mars
Wanneer gaan we naar Mars? ‘Ik verwacht tussen 2030 en 2040 dat we daadwerkelijk naar Mars gaan, mogelijk gaan we al eerder terug naar de Maan.’ Zijn er echt mensen die voor een enkele reis naar Mars te vinden zijn? ‘Ja zeker’, beaamt Wieger meteen, ‘zelfs grote aantallen. De NASA doet al onderzoeken met mensen door ze een half jaar in een afgesloten ruimte te laten verblijven om te kijken wat voorwaarden zijn om zo’n reis te doorstaan.’ Maar een enkele reis? ‘Wat dacht je van de ontdekkingsreizigers in de 15e en 16e eeuw?’, zegt hij. ‘Die wisten ook niet of ze terug zouden komen, en velen daarvan deden dat ook niet. De drang van de mens om het onbekende te verkennen is soms heel erg groot.’
Het onderzoek van Wieger wordt vooral gefinancierd door crowdfunding. Op dit ogenblik loopt er een onderzoek naar wormen, die moeten helpen bij het afbreken van het groen wat niet wordt opgegeten door mensen. Bijdragen zijn nog welkom (en kijk naar de cadeautjes zoals het schort) op https://crowdfunding.wur.nl/project/earthworms-for-mars
