Kijk hoe een gemuteerde plant in actie komt bij een aanval

Op nieuwe video-opnamen is duidelijk te zien welke interne alarmbellen afgaan bij planten als ze zich moeten verdedigen.donderdag 20 september 2018

Door Nick Lunn

Als planten schade oplopen, sturen ze waarschuwingssignalen naar andere bladeren. Daardoor worden die gealarmeerd en worden er verdedigingsmechanismen geactiveerd voor nog onaangetaste gebieden. Wetenschappers hebben deze explosie aan activiteiten nu in een serie fascinerende video's vastgelegd. Doel was om meer inzicht te krijgen in het lastige onderwerp van 'intelligentie' van planten.

“Planten lijken heel slim te zijn. Ze doen de juiste dingen op het juiste moment, ze vangen enorm veel informatie op uit hun omgeving en ze doen daar ook iets mee,” zegt Simon Gilroy, die aan het hoofd staat van het botanisch laboratorium van de Amerikaanse University of Wisconsin-Madison.“Maar ze hebben geen brein, dat orgaan voor informatieverwerking dat volgens ons nodig is voor dat soort intelligente afwegingen.”

Om te bekijken hoe de interne communicatie in planten verloopt, bewerkten onderzoekers van het laboratorium van Gilroy de planten via genetische modificatie met een groen, fluorescerend eiwit dat van oorsprong in kwallen voorkomt.Dit lichtgevende eiwit kan worden gekoppeld aan bepaalde stoffen. Daardoor kan het onderzoeksteam zien hoe verschillende substanties in planten reageren op stimuli.

bekijk galerij

Na een aanval, bijvoorbeeld wanneer een rups een hapje van een blad neemt, komt er in planten een aminozuur vrij met de naam glutamaat. Daardoor wordt vervolgens de calciumspiegel in de rest van de plant verhoogd, wat een verdedigingsmechanisme activeert om verdere schade te voorkomen. Sommige planten produceren vluchtige stoffen om de aanvallers af te schrikken of om andere insecten te lokken die de aanvallers opeten. Katoenplanten trekken bijvoorbeeld wespen aan die mottenlarven eten, als ze door die larven worden aangevallen.

Bekende methode

Voor dit onderzoek koppelden de onderzoekers het fluorescerende eiwit aan een ander eiwit dat zich aan calcium bindt. Dat leverde een gemuteerde plant op die oplicht bij pieken in de calciumspiegel.

Door de aangetaste planten onder de microscoop te bekijken, konden ze in realtime zien hoe het signaal zich binnen enkele minuten tijd door de plant verspreidde. Soortgelijk onderzoek naar plantencommunicatie wees eerder al uit dat glutamaat en calcium een rol speelden in dit proces. Maar Gilroy en zijn medewerkers zijn de eersten die deze reactie in zo veel detail zichtbaar maken.

bekijk galerij

Glutamaat en calcium spelen een nagenoeg identieke rol bij alle levensvormen, ook bij mensen.

“Je hart klopt omdat er steeds kleine beetjes calcium vrijkomen in de cellen die zorgen voor het samentrekken van je spieren,” vertelt Gilroy. “Dus die methode van calcium als boodschapper zie je terug in de hele biologie.”

Toch staat de kennis van de manier waarop planten zich bedienen van deze gezamenlijke biologische methode nog in de kinderschoenen, stelt Gilroy. Onderzoeken als deze kunnen op lange termijn bijdragen aan toepassingen om ‘plantentaal’ te spreken.

“Als we voldoende weten over hoe planten uit voorzorg hun natuurlijke verdedigingsmechanismen in stelling brengen, zouden we dat mogelijk ook op commando kunnen laten gebeuren,” zegt hij. “Dan zouden we bijvoorbeeld kunnen zeggen: er zijn aanwijzingen dat er een plaag aankomt, laten we de beveiliging van deze planten vast aanzetten, zodat ze al beschermd zijn tegen dat ongedierte voordat er een probleem ontstaat.”

Lees ook: Foto’s tonen onzichtbare gloed van bloemen en bekijk de fotogalerij

Lees ook: Wonderbaarlijke onderwaterwezens die ‘licht geven’ en bekijk de fotogalerij

Dit verhaal werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer