Kunnen planten horen, communiceren?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

We zijn allemaal te chauvinistisch. We beschouwen onszelf als het toppunt van evolutie en verdelen alle levende wezens in een hiërarchie volgens de mate van verbondenheid met onszelf. Planten zijn zo anders dan wij dat ze wezens lijken te zijn alsof ze niet helemaal levend zijn. De bijbelse Noach kreeg geen instructies voor hun redding aan boord van de ark. Moderne veganisten vinden het niet beschamend om zelfmoord te plegen, en strijders tegen dierenuitbuiting zijn niet geïnteresseerd in 'plantrechten'. Ze hebben inderdaad geen zenuwstelsel, ogen of oren, ze kunnen niet slaan of wegrennen. Dit alles maakt de planten anders, maar op geen enkele manier inferieur. Ze leiden geen passief bestaan van een "groente", maar voelen de wereld om zich heen en reageren op wat er om hen heen gebeurt. In de woorden van professor Jack Schultz: "Planten zijn gewoon erg langzame dieren."

Zij horen

Het geheime leven van planten werd voor een groot deel openbaar dankzij het boek van Peter Tompkins, gepubliceerd in het begin van de jaren zeventig, op het hoogtepunt van de populariteit van de New Age-beweging. Helaas bleek het niet vrij te zijn van vele waanideeën die kenmerkend waren voor die tijd en gaf het aanleiding tot veel mythen, waarvan de meest bekende de 'liefde' van planten voor klassieke muziek en minachting voor moderne muziek was. "Pomkins, gedwongen om naar rock te luisteren, week af van de luidsprekers en probeerde zelfs de gladde glazen wand van de kamer te beklimmen", beschreef Tompkins de experimenten van Dorothy Retallack.

Ik moet zeggen dat mevrouw Retallack geen wetenschapper was, maar een zangeres (mezzosopraan). Haar experimenten, gereproduceerd door professionele botanici, toonden geen specifieke plantenreactie op muziek van welke stijl dan ook. Maar dit betekent niet dat ze helemaal niets horen. Experimenten hebben keer op keer aangetoond dat planten akoestische golven kunnen waarnemen en erop kunnen reageren - de wortels van jonge maïs groeien bijvoorbeeld in de richting van een bron van oscillaties met een frequentie van 200-300 Hz (ongeveer van een klein octaafzout tot een pe eerst). Waarom is nog onbekend.

Over het algemeen is het moeilijk te zeggen waarom planten "gehoor" nodig hebben, hoewel in veel gevallen het vermogen om op geluiden te reageren erg handig kan zijn. Heidi Appel en Rex Cockcroft hebben aangetoond dat Tal's rezuhovidka perfect de trillingen "hoort" die worden gecreëerd door de bladluis die zijn bladeren verslindt. Deze onopvallende verwant van kool onderscheidt dergelijke geluiden gemakkelijk van gewone geluiden zoals de wind, het paringslied van de sprinkhaan of de trillingen die worden veroorzaakt door een ongevaarlijke vlieg op een blad.

ze schreeuwen

Deze gevoeligheid is gebaseerd op het werk van mechanoreceptoren, die in de cellen van alle delen van planten worden aangetroffen. In tegenstelling tot oren zijn ze niet gelokaliseerd, maar verspreid over het lichaam, zoals onze tactiele receptoren, en daarom was het verre van onmiddellijk mogelijk om hun rol te begrijpen. Na een aanval te hebben opgemerkt, reageert de rezukhovidka er actief op, verandert de activiteit van veel genen, bereidt zich voor op de genezing van verwondingen en maakt glucosinolaten, natuurlijke insecticiden, vrij.

Misschien maken planten door de aard van de trillingen zelfs onderscheid tussen insecten: verschillende soorten bladluizen of rupsen veroorzaken totaal verschillende reacties vanuit het genoom. Andere planten geven zoete nectar af wanneer ze worden aangevallen, wat roofinsecten zoals wespen aantrekt, de ergste vijanden van bladluizen. En ze zullen zeker buren waarschuwen: in 1983 toonden Jack Schultz en Ian Baldwin aan dat gezonde esdoornbladeren reageren op de aanwezigheid van beschadigde bladeren, inclusief verdedigingsmechanismen. Hun communicatie vindt plaats in de "chemische taal" van vluchtige stoffen.

zij communiceren

Deze hoffelijkheid is niet beperkt tot familieleden, en zelfs verre soorten kunnen elkaars gevaarsignalen "begrijpen": het is gemakkelijker om indringers samen af te weren. Er is bijvoorbeeld experimenteel aangetoond dat tabak een beschermende reactie ontwikkelt wanneer alsem die in de buurt groeit, wordt beschadigd.

De planten lijken te schreeuwen van de pijn om hun buren te waarschuwen, en om deze schreeuw te horen, hoef je alleen maar goed te "snuffelen". Of dit als opzettelijke communicatie kan worden beschouwd, is echter nog onduidelijk. Misschien zendt de plant op deze manier zelf een vluchtig signaal van sommige delen naar andere, en lezen de buren alleen de chemische "echo". Ze krijgen echte communicatie … "paddenstoelen internet".

De wortelsystemen van hogere planten vormen nauwe symbiotische associaties met het mycelium van bodemschimmels. Ze wisselen voortdurend organisch materiaal en minerale zouten uit. Maar de stoffenstroom is blijkbaar niet de enige die zich langs dit netwerk beweegt.

Planten waarvan de mycorrhiza geïsoleerd is van buren, ontwikkelen zich langzamer en verdragen de tests slechter. Dit suggereert dat mycorrhiza ook dient voor de overdracht van chemische signalen - door de bemiddeling en mogelijk zelfs "censuur" van de schimmelsymbionten. Dit systeem is vergeleken met een sociaal netwerk en wordt vaak eenvoudigweg het Wood Wide Web genoemd.

Ze bewegen

Al deze "gevoelens" en "communicatie" helpen planten water, voedingsstoffen en licht te vinden, zichzelf te verdedigen tegen parasieten en herbivoren en zichzelf aan te vallen. Ze stellen je in staat om het metabolisme opnieuw op te bouwen, te groeien en de positie van de bladeren te heroriënteren - om te bewegen.

Het gedrag van de Flytrap van Venus lijkt misschien iets ongelooflijks: deze plant eet niet alleen dieren, maar jaagt ook op ze. Maar het insectenetende roofdier is geen uitzondering onder andere flora. Alleen al door de video van een week in het leven van een zonnebloem te versnellen, zullen we zien hoe deze de zon volgt en hoe hij 's nachts "in slaap valt", terwijl hij de bladeren en bloemen bedekt. Bij hogesnelheidsopnamen lijkt de groeiende wortelpunt precies op een worm of rups die naar het doelwit kruipt.

Planten hebben geen spieren en beweging wordt geleverd door celgroei en turgordruk, de "dichtheid" van hun vulling met water. De cellen werken als een complex gecoördineerd hydraulisch systeem. Lang voor video-opnames en de time-lapse-techniek vestigde Darwin hier de aandacht op, die de langzame maar duidelijke reacties van de groeiende wortel op de omgeving bestudeerde.

Zijn boek The Movement of Plants eindigt met het beroemde: "Het is nauwelijks overdreven om te zeggen dat de punt van de wortel, begiftigd met het vermogen om de bewegingen van aangrenzende delen te sturen, werkt als de hersenen van een van de lagere dieren.. die indrukken van de zintuigen waarneemt en richting geeft aan verschillende bewegingen."

Sommige geleerden beschouwden Darwins woorden als een nieuwe openbaring. Bioloog van de Universiteit van Florence Stefano Mancuso vestigde de aandacht op een speciale groep cellen op de groeipunten van de stengel en wortels, die zich bevindt op de grens tussen de delende cellen van het apicale meristeem en de cellen van de rekzone die doorgaan met groeien, maar niet verdelen.

Eind jaren negentig ontdekte Mancuso dat de activiteit van deze "overgangszone" de uitzetting van de cellen in de rekzone stuurt, en dus de beweging van de hele wortel. Dit gebeurt door de herverdeling van auxines, de belangrijkste plantengroeihormonen.

Ze denken?

Zoals in veel andere weefsels, merken wetenschappers zeer bekende veranderingen in membraanpolarisatie op in de cellen van de overgangszone zelf.

De ladingen binnen en buiten hen fluctueren, zoals de potentialen op de membranen van neuronen. Natuurlijk zal de prestatie van een echt brein nooit worden bereikt door zo'n kleine groep: er zijn niet meer dan een paar honderd cellen in elke overgangszone.

Maar zelfs in een kleine kruidachtige plant kan het wortelstelsel miljoenen van dergelijke ontwikkelingstips bevatten. Samengevat geven ze al een behoorlijk indrukwekkend aantal "neuronen". De structuur van dit denknetwerk lijkt op een gedecentraliseerd, gedistribueerd internetnetwerk en de complexiteit ervan is vrij vergelijkbaar met het echte brein van een zoogdier.

Het is moeilijk te zeggen hoeveel dit 'brein' in staat is te denken, maar de Israëlische botanicus Alex Kaselnik en zijn collega's ontdekten dat planten zich in veel gevallen bijna net als wij gedragen. Wetenschappers hebben gewone erwten onder omstandigheden gebracht waarin ze wortels konden laten groeien in een pot met een stabiel voedingsgehalte of in een aangrenzende pot, waar het constant veranderde.

Het bleek dat als er genoeg voedsel in de eerste pot zit, de erwten daar de voorkeur aan zullen geven, maar als er te weinig is gaan ze "risico's nemen" en zullen er meer wortels groeien in de tweede pot. Niet alle specialisten waren klaar om het idee van de mogelijkheid om in planten te denken te accepteren.

Blijkbaar, meer dan anderen, schokte ze Stefano Mancuso zelf: vandaag is de wetenschapper de oprichter en hoofd van het unieke "International Laboratory of Plant Neurobiology" en roept op tot de ontwikkeling van "plantachtige" robots. Deze oproep heeft zijn eigen logica.

Immers, als de taak van zo'n robot niet is om op een ruimtestation te werken, maar om het waterregime te bestuderen of de omgeving te bewaken, waarom dan niet focussen op planten die daar zo opmerkelijk aan aangepast zijn? En wanneer het tijd is om Mars te gaan terraformen, wie zal dan beter dan planten "vertellen" hoe ze het leven naar de woestijn kunnen terugbrengen?.. Het blijft om erachter te komen wat de planten zelf denken over verkenning van de ruimte.

Coördinatie

Planten hebben een prachtig gevoel voor de positie van hun eigen "lichaam" in de ruimte. De plant, op zijn kant gelegd, zal zich oriënteren en verder groeien in een nieuwe richting, waarbij hij perfect onderscheid maakt tussen boven en beneden. Op een roterend platform zal het groeien in de richting van de middelpuntvliedende kracht. Beide worden geassocieerd met het werk van statocyten, cellen die zware statolithische bollen bevatten die onder de zwaartekracht bezinken. Door hun positie kan de plant het verticale recht "voelen".