Als een blad van de plant beschadigd is, worden signalen over de dreiging overgebracht naar andere delen ervan door het calciumgehalte in de cellen te veranderen.
Als een mug in je schouder bijt, veeg je hem meteen weg en probeer je een nieuwe beet te voorkomen. Planten kunnen dit niet, maar, zoals wetenschappers hebben ontdekt, zijn ze in staat om hun nog niet "aangevallen" delen te waarschuwen voor een naderende dreiging.
Een internationaal team van onderzoekers uit Japan en de Verenigde Staten heeft bewezen dat wanneer een deel van een plant wordt beschadigd, het aanwezige glutamaat calciumsignalering in cellen triggert. Dit wordt een soort waarschuwingssysteem voor andere delen van de plant over schade. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Het is bekend dat hoewel planten geen centraal zenuwstelsel hebben, zoals dieren, ze kunnen reageren op prikkels en elektrische signalen door het lichaam kunnen verspreiden die lijken op zenuwimpulsen. Dat plantencellen in staat zijn om een elektrisch signaal te genereren, werd ongeveer een eeuw geleden voor het eerst ontdekt door de Indiase wetenschapper Jagadish Chandra Bose.
Interessant is dat planten externe manifestaties kunnen vertonen als reactie op stimuli. Verander bijvoorbeeld je oriëntatie in de ruimte. Het fenomeen waarbij een plant naar een lichtbron buigt, wordt fototropisme genoemd. Er is een meer bekend voorbeeld, wanneer delen van een plant reageren op temperatuurveranderingen: bijvoorbeeld mimosa, rollende bladeren in de kou. Deze reactie wordt thermotropisme genoemd.
Onderzoekers uit Japan en de Verenigde Staten hebben onderzocht hoe de zwaartekracht een plant uit de koolfamilie van de Arabidopsis beïnvloedt. Om erachter te komen hoe het calciumniveau in plantencellen onder verschillende omstandigheden verandert, observeerden de wetenschappers gelabelde eiwitten die de intensiteit van fluorescentie veranderen wanneer de calciumconcentratie verandert. Tijdens het onderzoek werd per ongeluk een interessant fenomeen ontdekt: toen een deel van de plant, bijvoorbeeld een blad, werd beschadigd, verspreidde zich een fluorescerende gloed door de rest van de delen, wat aangeeft dat er calciumsignalering plaatsvond, dat wil zeggen een opeenvolgende verandering in de calciumconcentratie in de cellen. Dit proces is vastgelegd in de onderstaande video.
Het bleek dat het calciumniveau in plantencellen wordt gecontroleerd door glutamaat - tegelijkertijd speelt het de rol van een prikkelende neurotransmitter in het zenuwstelsel van dieren. De signaleringssystemen bleken dus ongelooflijk op elkaar te lijken, hoewel in planten elektrische signalen veel langzamer bewegen dan zenuwimpulsen. Deze snelheid is echter voldoende om afgelegen delen van de plant tijd te geven om het niveau van hormonen dat met bescherming gepaard gaat, te verhogen. Dit is hoe planten zich voorbereiden op toekomstige bedreigingen.
Promotie video:
Ksenia Murasheva
