‘Help!’, ‘Hier landen!’, ‘Zuinig met water!’, ‘Wegwezen!’, ‘Mijn vruchten zijn rijp!’
Dit zijn slechts enkele van de vele berichten waarvan we weten dat planten, van een stuk mos tot een honderd meter hoge sequoia, ze kunnen verzenden. Sterker nog: wie vers gemaaid gras ruikt, communiceert in feite met een plant.
‘We zien steeds beter in hoe complex en gelaagd de communicatie van planten is, vergelijkbaar met die van mens en dier,’ zegt microbiologe Mamta Rawat. ‘En er valt nog zo veel meer te leren. We hebben echt nog maar het topje van de ijsberg gezien.’
Nieuw onderzoek, dat in maart 2023 werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell, toont aan hoe talloze plantensoorten gebruikmaken van ultrasonische geluiden als uiting van stress. Het is een conclusie die aansluit bij wat wetenschappers al langer zeggen: planten ‘praten’ met elkaar, met hongerige vijanden én bevriende bestuivers.
En dat is plantenkennis met mogelijk grote implicaties: als we doorgronden hoe planten communiceren, kunnen we onze landbouwgronden beter beheren, de groeiende wereldbevolking voeden én ons beter aanpassen aan de klimaatverandering.
Communicatie via wortels, stengels, bladeren, bloemen en vruchten
Om op hun omgeving te kunnen reageren, communiceren planten via wortels, stengels, bladeren, bloemen en vruchten.
Volgens Simon Gilroy, hoogleraar botanie aan de University of Wisconsin-Madison, verloopt die communicatie anders dan bij mens en dier: in plaats van signalen door te sturen via een centraal zenuwstelsel, maken planten gebruik van wat meer wegheeft van een intern buizenstelsel.
Zo detecteren bladeren eventuele vijanden of veranderingen in licht en geluid, en monitoren wortels de situatie ondergronds – denk aan problemen met voedingsstoffen, water en roofdieren aldaar.
Bewegende chemische stofjes in het buizenstelsel van een plant geven elektrische signalen door, legt Courtney Jahn uit, biologe aan de University of Colorado en gespecialiseerd in de interacties tussen planten. Wanneer wortels droogte opmerken, geven ze aan de bladeren door om water niet uit te zweten maar juist vast te houden.
Deze elektronische signalen kunnen worden waargenomen door twee elektroden op een plant te plaatsen. Inmiddels bestaan er zelfs instrumenten die dergelijke elektrische ladingen kunnen omzetten in voor ons hoorbare geluiden. Raakt een plant gewond, dan geeft de wond een elektrisch seintje af, aldus Gilroy. En raken planten elkaar aan, dan kunnen ze deze elektrische signalen op elkaar overbrengen.
Venusvliegenvanger en kruidje-roer-mij-niet
Zo geven zowel de venusvliegenvanger als het kruidje-roer-mij-niet een elektrisch signaal af wanneer ze worden aangeraakt. Eerstgenoemde sluit direct zijn vangblad waarin het insect is gekropen, de tweede vouwt meteen alle blaadjes dicht en gaat slap hangen om zo insecten van zich af te schudden.
Planten moeten communiceren met hun omgeving om te kunnen overleven. Beeldschone bloemen in de lente bijvoorbeeld, vertellen insecten en andere dieren dat ze welkom zijn om de boel te komen bestuiven.
Vluchtige stoffen
Als mensen zijn we misschien niet in staat zonder hulpmiddelen naar planten te luisteren, maar we kunnen hun signalen wel ruiken. Wordt gras gemaaid, dan laat het als stressreactie chemische gassen los. Voor ons is dat een aangename geur die we associëren met de warmere lente- en zomermaanden, voor het gras dus een onvervalste noodkreet.
Ook wanneer planten worden opgegeten door een rups, laten ze deze geur los: een soort alarm om de hulp van naburige kevers in te schakelen die zo’n verse rupsensnack wel zien zitten.
Deze geursignalen behoren tot een groep chemische bestanddelen van de plant die we ‘vluchtige stoffen’ noemen. Iedere plant heeft zijn eigen speciale mix van deze vluchtige stoffen, die zowel boven- als ondergronds afgegeven kunnen worden.
Volgens Natalia Dudareva, biochemicus aan de Universiteit van Purdue, hebben deze vluchtige stoffen veel verschillende functies. Bijvoorbeeld het aantrekken of doorverwijzen van bestuivers naar volgroeide bloemen. Of het lokken van dieren naar rijpe vruchten, ter verspreiding van eigen zaden. En ook bladeren geven vluchtige stoffen af, om vijanden bij voorbaat of tijdens het knagen af te schrikken.
Interessante gesprekken tussen bomen en schimmels
Ook ondergronds geven planten vluchtige stoffen vrij. Vooral in bossen, waar planten op deze manier specifieke schimmels willen aantrekken, die zich vervolgens aan hun wortels binnen. Veel van deze schimmels vormen grote ondergrondse netwerken en zijn in staat de plant veel voedingsstoffen te leveren. Een goede deal, want in ruil daarvoor levert de plant suiker, aangemaakt door fotosynthese, terug aan de schimmel.
Een boom in het bos onderhoudt relaties met veel verschillende schimmels, en één schimmel onderhoudt relaties met veel verschillende bomen. Het resultaat is een gigantisch mycorrhizanetwerk (‘myco’ betekent schimmel, ‘rhiza’ betekent wortel). Een symbiotische samenlevingsvorm van schimmels en bomen dus, verbonden via de wortels.
Wanneer meerdere bomen door één schimmel zijn verbonden, kunnen ze voedingsstoffen delen. Zo geven oudere bomen via deze mycorrhizanetwerken bijvoorbeeld koolstof door aan jongere bomen die nog van daglicht verstoken zijn en nog niet in staat zijn hun eigen fotosynthese te regelen.
Ondergronds communiceren bomen en planten eveneens met microben. Deze worden net als schimmels richting de wortels gelokt, en hechten zich aldaar. Ze bevorderen bijvoorbeeld het afweersysteem van de boom of plant, waardoor de weerbaarheid tegen ziekten toeneemt. Krijgen we een beter beeld van hoe dit precies werkt, zou daar weleens de sleutel kunnen liggen tot het kunnen voeden van de groeiende wereldbevolking.
