Planten voelen, leren, verzenden berichten en voeren zelfs biologische oorlogsvoering. Dat kunnen we echter nog niet zien en begrijpen, zegt de Italiaanse plantenneurobioloog. De wetenschapper gelooft dat planten intelligent genoeg zijn om zelfs maar oplossingen voor problemen te vinden. En trouwens, als planten van de aardbodem verdwijnen, zal ook onze menselijke soort binnen een week ophouden te bestaan.
Planten voelen, leren, verzenden berichten en voeren zelfs biologische oorlogsvoering. Ze voorzien ons van zuurstof en voeden ons. We kunnen het echter niet zien en begrijpen, zegt de Italiaanse plantenneurobioloog Stefano Mancuso.
De oude filosoof Aristoteles schreef planten toe aan de klasse van primitieve wezens. Omdat ze in staat zijn tot reproductie, kon deze denker ze niet gelijk stellen met levenloze objecten, maar hij geloofde niet dat ze iets speciaals vertegenwoordigden.
Aristoteles was kleurenblind. Voor mensen met deze ziekte lijken planten levenloos en ze begrijpen hun betekenis niet.
Dat zegt Stefano Mancuso, hoofd van het internationale laboratorium voor plantenneurobiologie aan de Universiteit van Florence.
Neurobiologie van planten? Wat een wetenschap! Planten hebben geen zenuwstelsel! Ja, planten hebben echt geen hersenen, ogen, oren of longen. Dit betekent dat belangrijke functies over de plant zijn verdeeld. Elk onderdeel is belangrijk, maar niet onvervangbaar. De herbivoor kan 95% van het bovengrondse deel van de plant kauwen en het niet doden. De kreupele plant zal aanstoot nemen en na een tijdje herstellen.
Het nadeel van planten is dat ze aan één plek gebonden zijn. Omdat planten bij gevaar niet kunnen ontsnappen, moeten ze daarom gevoelig zijn voor de omgeving. Ze gebruiken dezelfde vijf zintuigen als mensen, en zelfs een paar die wij niet hebben, zegt Mancuso.
Planten kunnen vocht, zwaartekracht en elektromagnetische velden voelen.
Promotie video:
Dit jaar werd Mancuso's boek "The Plant Revolution: How Plants Invented Our Future" gepubliceerd in het Fins, en vorig jaar - een vertaling van zijn gezamenlijke werk met Alessandra Viola "What Plants Think: A Secret Life Hidden from Prying Eyes" …
Zoals de namen suggereren, onderzoeken de boeken de ongewone eigenschappen van planten. Planten kunnen zien, proeven en ruiken. Lichtgevoelige fytochromen zijn het meest vertegenwoordigd in bladeren, maar ook in ranken, jonge scheuten en zelfs hout. Ze reageren op de kracht van licht en de golflengte van licht. Ze reguleren de groei en bloei van de plant. Zelfs in het ondergrondse deel van planten bevinden zich lichtgevoelige cellen. Met hun hulp strekken de wortels zich verder uit in de duisternis.
De wortels kunnen ook proeven waar belangrijke mineralen zitten. In deze richting beginnen meer wortels te groeien. Planten kunnen organische verbindingen ruiken. Hoogstwaarschijnlijk komt de geur via de huidmondjes in de bladeren. Wat daar gebeurt, is nog onduidelijk.
Er is een theorie dat de bladeren transporteiwitten bevatten die de geurmoleculen naar de cellen transporteren, zegt professor toegepaste ecologie Jarmo Holopainen van de universiteit van Oost-Finland. Transporteiwitten dragen ook geurmoleculen van de cellen die ze hebben geproduceerd, en dit is al in onderzoek gedocumenteerd. "Nou, jij en mimosa," - zeggen de Finnen, als de gesprekspartner zich beledigd voelt door de onzin. Deze delicate plant vouwt zijn bladeren als reactie op aanraking.
Met behulp van Mimosa pudica konden de onderzoekers aantonen dat planten kunnen leren. Dit werd tweehonderd jaar geleden ontdekt door de beroemde bioloog Jean-Baptiste Lamarck tijdens een ongewoon experiment. Hij droeg zijn jonge collega op om de mimosapotten over de trottoirs van Parijs te vervoeren. Aanvankelijk bedekten alle planten hun bladeren in de schudkar, maar niet lang. Ze realiseerden zich dat het schudden niet gevaarlijk was.
In 2013 herhaalden Mancuso en collega's de moderne versie van het experiment van Lamarck. De groep plaatste de mimosa-potten in speciale apparaten die de planten snel tien centimeter naar beneden lieten zakken. Na ongeveer de achtste "kleine vlucht" stopten de planten met het rollen van hun bladeren.
Toen de potten later in horizontale positie werden gedraaid en geschud, bedekten ze de bladeren weer. De reden was niet de vermoeidheid van de plant. De groep herhaalde het experiment met verschillende tussenpozen. Het bleek dat mimosa informatie meer dan 40 dagen kan onthouden. Kunt u zich nog herinneren wat er 40 dagen geleden met u is gebeurd? Hoe het geheugenproces werkt als planten geen brein hebben, is een groot mysterie.
Hoe zit het met horen? Planten hebben beslist geen gehoor!
En hier is het, zegt Carlo Cignozzi van de Italiaanse gemeente Montalcino. Hij liet de wijnstok jarenlang luisteren naar de werken van Mozart. Aangename melodieën versnelden de groei van de wijnstok, de druiven rijpen sneller dan op de wijnstok, die in volledige stilte was. De druiven waren sappiger, levendiger en meer polyfenolen dan andere monsters.
En dat is nog niet alles: de muziek joeg insecten weg, waardoor er minder geld nodig was om ze te bestrijden. Het effect zou hetzelfde zijn als heavy metal uit de luidsprekers rommelde, zegt Mancuso, wiens laboratorium ook meedeed aan het experiment. Planten hebben geluidsgolven waarschijnlijk waargenomen door de trilling van celmembranen. De wortels voelden ook de trilling en groeiden naar haar toe of van haar af.
In het laboratorium van Mancuso werd ook opgenomen dat de wortels geluiden kunnen maken. De onderzoeker gelooft dat klikgeluiden ontstaan wanneer cellen groeien en de celwanden, gemaakt van cellulose, beginnen te barsten. “Als wortels geluid kunnen herkennen en produceren, kunnen ze dan communiceren? Misschien zijn er verhitte debatten onder de grond? Gebruiken planten geluidssignalen om te vertellen waar het water is? - zegt Mancuso.
Het is niet verwonderlijk dat veel botanici sceptisch staan tegenover zijn onderzoek. De groep was echter in staat om hun artikelen in botanische publicaties te publiceren, maar niet in toonaangevende wetenschappelijke tijdschriften als Science and Nature.
Lange tijd werd aangenomen dat planten op verschillende manieren met elkaar omgaan. Het licht dat van de bloemen weerkaatst, evenals hun kleur en geur, trekken bestuivende insecten en vogels aan.
Planten verzenden ook berichten met behulp van verschillende verbindingen. Hierdoor kunnen ze zelfs biologische oorlogvoering voeren. Ze verdedigen zich met stoffen die vies ruiken, onaangename herbivoren smaken of zelfs dodelijk blijken te zijn.
Een plant die het voorwerp is geworden van een insectenaanval, kan hulp inroepen, waarbij de zogenaamde informatieve chemische verbindingen vrijkomen. Deze verdampende "signaalfakkels" trekken plantenvernietigers aan, zoals roofmijten die op groentemijten jagen of lieveheersbeestjes die zich voeden met bladluizen.
Dezelfde stoffen kunnen een soort "alarmsignaal" worden en een beroep doen op naburige fabrieken om hun chemische afweer te versterken.
Hoe zenden planten interne signalen uit? Deze vraag achtervolgde botanici lange tijd. Onlangs presenteerde de Science-krant zijn eigen antwoord.
De Japanse Masatsugu Toyota veranderde samen met zijn collega's rezukovidki en beschouwde een modelorganisme voor experimenten, zodat de verandering in calciumgehaltes zichtbaar was. Toyota heeft rezuvidki gedwongen een eiwit te produceren dat alleen fluoresceert in aanwezigheid van calcium.
Toen een blad van een rezuhovidka werd afgesneden, begon de schade te gloeien. De flits verspreidde zich in een golf totdat hij andere bladen bereikte. De signaaloverdrachtssnelheid in planten was een millimeter per seconde. De bladeren, die signalen van gevaar ontvingen, begonnen beschermende hormonen te produceren.
Onderzoekers merkten op dat het signaal glutaminezuur nodig heeft om te werken. Het mechanisme is precies hetzelfde als bij dieren in gevaar: glutaminezuur versnelt de overdracht van berichten langs de zenuwen. Planten hebben geen zenuwen, maar volgens Holopainen kan hun rol worden gespeeld door kanalen waardoor water en voedingsstoffen binnenkomen.
Mancuso beschouwt planten als intelligent omdat ze oplossingen voor problemen kunnen vinden. Eén soort bleek behoorlijk slim te zijn omdat hij in staat was om een geweldige oplossing te bedenken voor een probleem dat bekend is bij planten: aanvallen van herbivoren.
Boquila trifoliola, afkomstig uit de gematigde bossen van Chili en Argentinië, doet wat een liaan gewoonlijk doet: kronkelen op de grond of op nabijgelegen planten klimmen. Het is verbazingwekkend dat ze altijd de bladeren imiteert van de plant die dichtbij groeit. Als er drie verschillende planten in de buurt zijn, dan zal Bokila driebladig de vorm, grootte en kleur van de bladeren en zelfs de rangschikking van de nerven veranderen, door de verschillende planten eromheen te imiteren.
Deze wijnstok kan minstens tien verschillende soorten nabootsen. Ze kan zelfs een doorn op een blad laten groeien als een nabijgelegen plant er een heeft. Het kan de tanden gewoon niet herhalen, schrijven de Chileense onderzoekers Ernesto Gianoli en Fernando Carrasco-Urra in Current Biology.
Hoe bepaalt een plantenkameleon wat hij moet herhalen? Het is mogelijk dat sommige micro-organismen bepaalde methoden gebruiken om de genen van de referentieplant over te dragen aan de copycat. Of neemt de wijnstok als monster de vluchtige stoffen die de plant produceert? Bokila driebladige kopieert echter precies de planten die zich het dichtst bij de locatie bevinden, hoewel het groeit in een echte wolk van afscheidingen van verschillende plantensoorten.
Kleurenblindheid is nog steeds een veel voorkomende ziekte, hoewel we volledig afhankelijk zijn van planten. Planten vormen bijna 99,5% van de biomassa, dat wil zeggen van alle levende wezens. Planten vertragen het broeikaseffect door kooldioxide uit de lucht te verwijderen. Ze geven ons zuurstof, voedsel, medicijnen, vezels, bouwmaterialen, energie - en veel licht.
Als planten van de aardbodem verdwijnen, houdt onze soort binnen een week op te bestaan. Als iemand weg is, zullen al onze beste prestaties snel uitgroeien tot wilgeroosje.
Arya Kivipelto