Planten, in de woorden van professor Jack S. Schultz, "zijn zeer trage dieren." Schultz besteedde vier decennia aan het bestuderen van de interacties tussen planten en insecten. De wetenschapper is bekend met de eigenaardigheden van dit proces.
Volgens de onderzoeker vechten planten om territorium, zijn ze op zoek naar voedsel, ontwijken ze roofdieren en vangen ze prooien. Net als dieren vertonen ze hun gedrag en kunnen ze de wereld waarnemen.
De mening van de wetenschapper Olivier Hamant
"Om dit allemaal te zien, hoef je alleen maar een filmpje te maken over een groeiende plant", zegt enthousiast Olivier Hamant, een wetenschapper aan de Universiteit van Lyon in Frankrijk. De time-lapse-camera legt inderdaad het gedrag van de plant volledig vast, zoals iedereen die de Life-serie van David Attenborough heeft gezien, kan getuigen.
"Planten hebben geavanceerde sensorische apparaten nodig die zijn afgestemd op verschillende omstandigheden om correct te reageren", zegt Schultz.
Dus wat is een plant? Als je Daniel Chamovitz van de Universiteit van Tel Aviv gelooft, dan is zijn bestaan niet zo heel anders dan dat van ons.
Promotie video:
Toen Chamovitz zijn boek What's Plant Knows uit 2012 wilde presenteren, waarin hij onderzoekt hoe planten omgaan met de wereld, was hij onder de indruk. "Ik was ongelooflijk voorzichtig met het raden waarop het publiek zou reageren", zegt hij.
Planten kunnen voelen
De studie van de perceptie van planten heeft een lange weg afgelegd sinds de jaren zeventig. In de afgelopen decennia zijn er steeds meer wetenschappelijke werken aan het publiek voorgelegd die de gevoelens van planten beschrijven. De motivatie voor het schrijven van dergelijke werken is niet alleen om aan te tonen dat 'planten gevoelens hebben'. In plaats daarvan rijst de vraag waarom en hoe de plant zijn omgeving voelt.
Heidi Appel en Rex Cockcroft, de collega's van Schultz in Missouri, hebben onderzoek gedaan naar gehoor in planten. “De essentie van ons werk was om te rechtvaardigen waarom planten door geluid worden aangetast”, zegt Appel. Klassieke muziek maakt de plant niet zoveel uit, maar blootstelling aan een hongerige rups geeft een andere reactie.
Wetenschappers Appel en Cockcroft ontdekten dat het zoemen van rupsen ervoor zorgt dat er chemicaliën vrijkomen uit plantenbladeren die nodig zijn om aanvallen af te weren.
We hebben neuzen en oren, maar wat heeft een plant?
Consuelo de Moraes van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich, samen met zijn medewerkers, beweert ook dat planten met zintuigen zijn begiftigd. Naast het vermogen om naderende insecten te horen, hebben ze ook een reukvermogen. Planten kunnen de vluchtige stoffen ruiken die vrijkomen bij naburige planten.
Een studie uit 2006 toonde aan hoe een parasitaire plant die bekend staat als een wijnstok een potentiële gastheer opsnuift. De wijnstok begint in de lucht te kronkelen voordat hij om de gastheer heen draait en er voedingsstoffen uit haalt.
“Het is duidelijk dat er niets bijzonders is aan deze planten. Ze ademen gewoon of horen iets en handelen dan, net als wij, naar de situatie”, zegt de Moraes.
Hebben planten en dieren iets gemeen?
Er zijn natuurlijk veel belangrijke verschillen tussen planten en dieren. "We weten echt niet hoe vergelijkbaar de geurmechanismen in planten en dieren zijn, omdat we de mechanismen waarmee planten zijn begiftigd niet echt begrijpen", zegt De Moraes.
Maar sommige kenmerken van de wetenschap zijn nog steeds duidelijk. Fotoreceptoren van planten zijn bijvoorbeeld goed bestudeerd. Toch verdient dit gebied ook groot wetenschappelijk onderzoek.
Onderzoekers Appel en Cockcroft hopen delen van de plant te vinden die op geluid reageren. Er zijn monsters geïdentificeerd die verwijzen naar de gemeenschap van vertegenwoordigers van de flora en fauna. Mogelijke kandidaten zijn receptoreiwitten die in alle plantencellen worden aangetroffen. Ze transformeren de kleinste vervormingen die worden gegenereerd door geluidsgolven die het object omhullen met elektrische of chemische signalen.
Wetenschappers testen of planten met verstoorde receptoren kunnen reageren op insecten. De plant lijkt geen orgel nodig te hebben dat zo omvangrijk is als het oor.
Een ander vermogen dat planten bezitten, is het 'zesde zintuig'. Sommigen van ons zijn ermee begiftigd. Hoewel de moleculaire structuur van planten heel anders is dan die van ons, hebben ze ook mechanische receptoren die reageren op veranderingen in hun omgeving.
In 2014 toonde een team van de Universiteit van Lausanne in Zwitserland aan dat wanneer een Arabidopsis-plant wordt aangevallen door een rups, deze elektrische activiteit vertoont, wat inherent geen nieuw idee is”, zegt fysioloog John Burdon-Sanderson.
In dit geval wordt de leidende rol gespeeld door moleculen die glutamaatreceptoren worden genoemd. Glutamaat is een essentiële neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel, maar planten hebben het niet.
Planten en dieren bestaan uit een verrassend beperkt aantal moleculaire bouwstenen die erg op elkaar lijken. Elektrische communicatie evolueerde op twee verschillende manieren, met behulp van een reeks bouwstenen waarvan wordt aangenomen dat ze dateren van vóór de splitsing tussen dieren en planten ongeveer 1,5 miljard jaar geleden.
"Evolutie heeft de ontwikkeling van een aantal potentiële communicatiemechanismen in gang gezet, en hoewel je ze op verschillende manieren kunt gebruiken, is het eindpunt hetzelfde", zegt Chamovitz.
Het besef dat er gelijkenissen bestaan, en dat planten een veel groter vermogen hebben om de wereld om hen heen waar te nemen dan het op het eerste gezicht lijkt, leidde tot uitspraken van sommige wetenschappers over "plantintelligentie" en leidde zelfs tot een nieuwe wetenschappelijke discipline.
De aanwezigheid van elektrische signalering in planten leidde tot de opkomst van "plantenneurobiologie" (de term wordt gebruikt ondanks de afwezigheid van neuronen in planten). En tegenwoordig zijn er veel biologen die met planten experimenteren om aspecten als geheugen en leren te bestuderen.
Dergelijke wetenschappelijke opvattingen brachten zelfs wetenschappers uit Zwitserland ertoe richtlijnen vast te stellen die gericht waren op het beschermen van de "waardigheid van planten".
Hoewel de termen "plantenintelligentie" en "plantenneurowetenschap" door velen als metaforisch worden beschouwd, worden ze nog steeds in de geschriften van veel biologen aangetroffen. Neem de verklaring van Chamovitz: “Denk je dat planten slim zijn? Ik denk dat planten complex zijn. De complexiteit van alle mechanismen waarmee planten zijn begiftigd, moet niet worden verward met intelligentie."
Wat is het gevaar van zulke gewaagde theorieën?
Het gevaar van dergelijke theorieën is dat planten uiteindelijk worden gezien als inferieure versies van dieren, wat ons begrip van de plantenwereld volledig verstoort.
Planten missen misschien het zenuwstelsel, de hersenen en andere eigenschappen die we associëren met complexiteit, maar ze vertonen superioriteit op andere gebieden. We lijken meer op planten dan we zouden willen denken. Planten hebben verschillende prioriteiten, en hun sensorische systemen weerspiegelen dit.
Daarom worden planten met veel van dezelfde problemen als dieren geconfronteerd, maar hun sensorische eisen worden in gelijke mate bepaald door de mechanismen die hen onderscheiden. "Planten bewortelen houdt in dat ze zich echt veel meer bewust moeten zijn van het milieu dan jij en ik", zegt Chamovitz.
“Het gevaar voor mensen die een parallel trekken tussen planten en dieren, is dat ze, als ze zo blijven werken, de ware essentie van planten missen”, zegt Hamant.
"Ik zou graag willen dat planten worden herkend als meer verbazingwekkende, interessante, exotische levende wezens", besluit de wetenschapper. Genetica, elektrofysiologie en de ontdekking van transposons begonnen met onderzoek aan planten, en al deze wetenschappelijke onderzoeken bleken revolutionair te zijn voor de biologie in het algemeen.
Omgekeerd kan het besef dat we iets gemeen hebben met planten een kans zijn om te erkennen dat we meer op planten lijken dan we zouden willen denken, net zoals planten op dieren lijken.