Wetenschappers kweken tomaten zonder plant

Wat als we in de toekomst geen planten meer nodig hebben om tomaten te kweken? Een groep Nederlandse wetenschappers heeft onderzoek gepubliceerd naar gekweekt fruit – een benadering die een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de landbouw en deze duurzamer en veerkrachtiger zou kunnen maken in het licht van de klimaatverandering. In hun voorlopige studie hebben ze aangetoond dat tomaten ook zonder plant kunnen blijven groeien.

Gekweekt fruit, ook wel laboratoriumfruit genoemd, is een nieuwe benadering van voedselproductie. In tegenstelling tot de traditionele landbouw, die afhankelijk is van het kweken van hele planten, wordt eetbaar fruit rechtstreeks uit plantencellen of zaden gekweekt. Deze methode maakt grond, grootschalig landgebruik en mogelijk zelfs de plant zelf overbodig. Door de landbouw los te koppelen van het land, bieden gekweekte fruitsystemen een manier om voedsel binnenshuis te verbouwen, waardoor ze minder kwetsbaar zijn voor klimaatverandering en de ecologische voetafdruk van de landbouw wordt verkleind.

Geen plant nodig

“Als we met deze methode vruchten gaan produceren in fabrieken in plaats van op het land, kunnen we een deel van onze voedselvoorziening beschermen tegen gevolgen van klimaatverandering,” zegt Lucas van der Zee, promovendus bij de leerstoelgroep Tuinbouw en Productfysiologie van Wageningen University & Research. “Ook is er dan veel minder land nodig voor het verbouwen van voedsel.”

De wetenschappers hebben een eerste succes geboekt met het kweken van kleine tomaten zonder plant, wat wijst op de haalbaarheid van het kweken van tomaten vanaf het allereerste begin met behulp van kweekmethoden. Hierbij is het van belang om de moleculaire regulering van de bloei te begrijpen en te manipuleren om bloemen en vruchten te produceren zonder vegetatief weefsel. De onderzoekers doen ook onderzoek naar parthenocarpie, een mechanisme voor vruchtzetting dat onafhankelijk is van bestuiving, om de opbrengststabiliteit te waarborgen. Deze bevindingen maken de weg vrij voor het creëren van stabiele, lokaal gebaseerde fruitproductiesystemen die onafhankelijk zijn van het klimaat en de locatie.

Niels Peeters, bioloog aan de Universiteit Utrecht, richt zich op de cruciale eerste stap van het omzetten van een cel in een bloemknop. Ondertussen onderzoeken onderzoekers in Wageningen hoe een bloemknop zich kan ontwikkelen tot een rijpe vrucht. Dit onderzoek maakt deel uit van het bredere project ‘Fruit of Knowledge’, ondersteund door de Nederlandse Onderzoeksraad (NWO), dat streeft naar duurzamere en sociaal rechtvaardigere voedselproductiesystemen.

Wereldwijde inspanningen op het gebied van gekweekte vruchten

Het Nederlandse onderzoek sluit aan bij wereldwijde inspanningen om in het laboratorium gekweekte vruchten te ontwikkelen als oplossing voor voedselzekerheidsproblemen als gevolg van klimaatverandering. Onderzoekers van het door de Nieuw-Zeelandse overheid gesteunde Plant & Food Research-programma proberen ook vruchtweefsel te kweken in laboratoria met behulp van plantencellen, met als doel voedzame, in het laboratorium gekweekte vruchten te creëren met een vertrouwde smaak, textuur en uiterlijk. In 2018 produceerden Finse wetenschappers plantencelculturen van rode bosbessen, bergbraambessen en steenbessen, die naar verluidt even voedzaam en smaakvol waren. Op dezelfde manier ontwikkelden onderzoekers van het MIT in 2021 een manier om plantenweefsel in een laboratorium te kweken, vergelijkbaar met de manier waarop kweekvlees wordt gemaakt.

De productie van gekweekt fruit heeft het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de landbouw door deze los te koppelen van landgebruik, de impact op het milieu te verminderen en een stabiele, lokale productie mogelijk te maken, ongeacht het klimaat of politieke conflicten. Het is echter van cruciaal belang om rekening te houden met de mogelijke sociale en economische gevolgen, waaronder ongelijkheid, verminderde toegang tot gezond voedsel en verminderde gewasdiversiteit. Het uitsluiten van boeren uit het productieproces kan leiden tot aanzienlijke problemen, zoals het verlies van bestaansmiddelen en landbouwcultuur.

“Vruchten zijn meer dan iets wat je in de supermarkt koopt. De manier waarop we voedsel maken, eten en delen, bepaalt wie we zijn,” zegt Van der Zee. “Wij vinden het belangrijk dat mensen betrokken zijn bij de manier waarop hun voedsel wordt geproduceerd.” Samen met filosoof en medeauteur Zoë Robaey van Wageningen University & Research, die de ethiek van biotechnologie in de landbouw bestudeert, verkent het team daarnaast vraagstukken rond eigenaarschap, toegang tot technologie en de rol van boeren en veredelaars.

Van der Zee: “De kennis die we ontwikkelen willen we vrij toegankelijk maken, zodat mensen over de hele wereld kunnen meedenken over hoe gekweekte vruchten eruit zouden moeten zien én smaken.” Het onderzoek is gepubliceerd in Trends in Biotechnology.