Als reactie op mechanische stimulatie bij planten verandert de activiteit van een aantal genen vrij snel
Hoewel we weten dat de planten leven, is het nog steeds moeilijk voor te stellen dat ze iets voelen - als een plant op een blad klikt, trekt hij de tak niet terug en rent weg. Er zijn enkele uitzonderingen - bijvoorbeeld sommige vleesetende planten die zich erg goed voelen mechanische irritatie van een mogelijk slachtoffer, maar op de een of andere manier beschouwen we planten als enigszins ongevoelig - noch zintuigen, zoals die van dieren, noch het zenuwstelsel Ze hebben niet.
In feite voelen planten echter alles, zelfs als ze het uiterlijk niet laten zien. Onderzoekers van de University of Western Australia hebben ontdekt dat Arabidopsis thaliana-bladeren als reactie op opspattend water de activiteit veranderen van veel genen die mitochondriën en chloroplasten beheersen.
Alles zag er echt uit alsof Arabidopsis precies reageerde op de aanraking van waterdruppels (hetzelfde werd waargenomen wanneer de bladeren met een pincet werden aangeraakt of wanneer ze lichtjes werden geklopt): in een artikel in Plant Physiology schrijven de auteurs dat de moleculaire respons anders was, dan wanneer de plant werd behandeld met een chemisch irriterend middel. Een mechanische reactie trad op na 10-30 minuten; op hetzelfde moment, merkwaardig genoeg, deden zich soortgelijke veranderingen voor als een schaduw plotseling op de bladeren viel, alsof iemand de plant naderde - zo'n scherpe schaduw diende natuurlijk als een signaal dat iemand de bladeren zou aanraken, en goed, als het maar een voorbijganger is, en niet iemand die herbivoor is.
Het was ook mogelijk om twee genen te identificeren die moleculaire herschikking veroorzaken na mechanische stimulatie, AtWRKY15 en AtWRKY40 - hun taak is blijkbaar om te beoordelen hoe ernstig de "dreiging van aanraking" bleek te zijn en of het de moeite waard is om weer normaal te worden.
Biologen weten zelfs al lang dat mechanische stimulatie plantengroei onderdrukt - in 2000 rapporteerden onderzoekers van Rice University dat als een plant regelmatig wordt aangeraakt, deze langzamer groeit en heel klein wordt. In een relatief recent artikel in Current Biology schreven dezelfde auteurs dat een van de componenten van het mechanische zintuig van de plant de hormonen jasmonaten zou kunnen zijn. Ze beïnvloeden een verscheidenheid aan processen, van individuele plantontwikkeling tot ongediertebestrijding.
Het bleek dat wanneer het niveau van jasmonaten stijgt, metabolieten zich ophopen in plantenweefsels, waardoor ze letterlijk indigestie veroorzaken bij insectenplagen. Bovendien helpen jasmonaten niet alleen tegen insecten, maar ook tegen sommige schimmelinfecties. Aan de andere kant, zo bleek, neemt hun concentratie in plantenweefsels toe onder mechanische actie. Het is gemakkelijk voor te stellen dat op deze manier de planten worden beschermd tegen de invasie van rupsen: hoe meer insecten eroverheen kruipen, hoe sterker de mechanische irritatie, hoe meer beschermende hormonen er worden aangemaakt.
Afgezien van mechanische gevoeligheid, kunnen we ons herinneren dat guldenroede bijvoorbeeld vliegen detecteert die er hun eieren op leggen op geur, en als reactie daarop zijn eigen geursignalen afgeeft om insecten weg te jagen. Onderzoekers van de University of Pennsylvania schreven hierover drie jaar geleden in PNAS - de auteurs van het werk gaven echter geen enkele verklaring over hoe guldenroede precies de feromonen van vliegen kan voelen.
Promotie video:
Planten kunnen buren zelfs waarschuwen voor gevaar: onlangs ontdekten biologen van de University of California in Davis dat wanneer iemand alsem begint te eten, het vluchtige stoffen afgeeft die zijn buren opvangen en als reactie daarop enkele stoffen synthetiseren die ze minder lekker maken. Vreemd genoeg zal alleen een naast familielid het signaal begrijpen - als de buurman alsem genetisch heel anders was dan degene in de problemen, ging het noodsignaal door hem heen.
Kirill Stasevich