Planten kunnen met elkaar “praten” en we weten ook wat voor soort communicatie ze uitwisselen
Kunnen planten "praten"? Niet echt natuurlijk, maar een groep onderzoekers heeft een ongelooflijke doorbraak bereikt door in realtime te observeren hoe ze met elkaar communiceren om elkaar te beschermen.
Reacties van verdediging verzonden tussen planten: de innovatieve studie
nature
Mensen gebruiken verbale taal om met hun medemensen te communiceren - hoewel non-verbale communicatie ook bestaat - terwijl in het dierenrijk alle soorten verschillende technieken gebruikt worden om met elkaar te communiceren, van geluiden tot karakteristiek gezang met een precieze betekenis. En hoe zit het met planten? Kunnen deze levende wezens ook met elkaar “praten”? Het antwoord is ja, en het was het onderzoeksteam onder leiding van Masatsugu Toyota, een moleculair bioloog aan de Saitama Universiteit in Japan, samen met promovendi Yuri Aratani en Takuya Uemura, die dit onderzochten.
De auteurs van het onderzoek belichtten een revolutionair aspect van de communicatie tussen planten door realtime beelden te gebruiken die laten zien hoe planten defensieve reacties op hun buren ontwikkelen. De wetenschappers observeerden met name de manier waarop intacte planten reageerden op VOS, oftewel vluchtige organische stoffen, die afkomstig waren van naburige planten die beschadigd of aangevallen waren door ongedierte. "Planten voelen VOS die vrijkomen uit mechanisch beschadigde naburige planten of planteneters en induceren verschillende verdedigingsreacties. Deze communicatie tussen planten beschermt ze tegen bedreigingen vanuit het milieu. De spatio-temporele dynamiek van sensorische transductie van VOS in planten blijft echter grotendeels onbekend”, aldus de studie.
Communicatie via de lucht tussen planten en fluorescentie: het experiment
nature
Om het onderzoek uit te voeren sloten de onderzoekers een luchtpomp aan op een bak waarin bladeren en rupsen waren geplaatst, terwijl in een andere bak een onkruid uit de mosterdfamilie, Arabidopsis thaliana, werd geplaatst. Deze laatste werd genetisch gemodificeerd zodat hij heldergroene fluorescentie uitstraalde wanneer hij calciumionen (Ca 2+) detecteerde, intracellulaire boodschappers die stresssignalen vertegenwoordigen. De onderzoekers gebruikten een fluorescentiemicroscoop om de "boodschappen" te observeren die werden uitgezonden door gezonde planten na ontvangst van VOS die vrijkwamen door bladeren die waren beschadigd door rupsen.
"We bouwden apparatuur om VOS die vrijkwamen uit planten die door rupsen werden gevoed, naar onbeschadigde naburige planten te pompen en combineerden dit met een realtime fluorescerend beeldvormingssysteem in het wilde veld", zegt Toyota. "Naast insectenaanvallen, induceerden VOS die vrijkwamen uit handmatig geplette bladeren Ca 2+ signalen in naburige onbeschadigde planten". De VOS die Ca 2+ signalen in planten kunnen activeren werden door het team geïdentificeerd als (Z)-3-hexenal (Z-3-HAL) en (E)-2-hexenal (E-2-HAL), vluchtige chemicaliën met een sterke grasachtige geur die door beschadigde planten worden afgegeven. De blootgestelde mosterdplant reageerde daarom door de verdedigingsgerelateerde genen te overreguleren, waardoor de fluorescentie vrijkwam.
Het onderzoek werd geïnspireerd door de eerste studies over plantencommunicatie uit 1983, die grote interesse wekten bij wetenschappers door vervolgens communicatie vanuit de lucht tussen dertig verschillende plantensoorten te observeren. Door dit experiment waren de auteurs in staat om "het ingewikkelde verhaal te beschrijven van wanneer, waar en hoe planten reageren op “waarschuwingsboodschappen” uit de lucht van hun bedreigde buren". Uiteindelijk geeft het onderzoek een gedetailleerd beeld van de complexe communicatie van flora en de boodschappen van solidariteit” die planten kunnen uitwisselen om elkaars voortbestaan te garanderen. Maar hoe werken deze plantenorganismen in de praktijk op elkaar in?
Dit is hoe planten met elkaar interageren
Pexels
De mens gebruikt woorden, en de middelen die planten gebruiken om te communiceren zijn dus chemische signalen. Het type VOS dat wordt uitgestoten en gedetecteerd komt overeen met een specifieke boodschap die elke plant kan interpreteren, waarbij een verdedigingsstrategie wordt geïmplementeerd om de mogelijke dreigende aanval tegen te gaan. Bovendien trekken VOS ook parasitaire roofdieren aan, waardoor een echte SOS in de omgeving wordt gelanceerd.
Een andere methode die planten gebruiken om te communiceren zijn elektrische signalen, die werken op een vergelijkbare manier als het zenuwstelsel van het dierenrijk: wanneer een plantenorganisme in nood is, stuurt het elektrische impulsen die in het organisme bewegen en het uiterlijk veranderen. Bijvoorbeeld, in geval van droogte kunnen de huidmondjes in de luchtorganen sluiten om water te besparen. Daarnaast vindt er op ondergronds niveau ook een complexe communicatie plaats via de wortels, dankzij schimmelnetwerken die de wortels van verschillende planten met elkaar verbinden, die op deze manier voedingsstoffen en berichten over elkaars gezondheidstoestand kunnen uitwisselen.
"Dit etherische communicatienetwerk, verborgen voor ons zicht, speelt een cruciale rol bij het onmiddellijk beschermen van nabijgelegen planten tegen mogelijke bedreigingen", zegt Toyota, die iedereen uitnodigt om de natuur met respect te behandelen: "Planten kunnen een verscheidenheid aan prikkels in de omgeving waarnemen. Ze kunnen ruiken, aanraken en met elkaar communiceren. Er is geen grens tussen dieren en planten. Ik wil echt dat iedereen, vooral kinderen, begrijpt dat planten heel gevoelig zijn. Wees alsjeblieft lief voor alle planten." Ben je het ermee eens?
