Planten kunnen insecten aantrekken om hun werk te doen. Thom Dallimore, auteur voorzien

Ongeveer 4.5 miljard jaar geleden was het landoppervlak van de aarde kaal en verstoken van leven. Het zou nog 2 miljard jaar duren voordat de eerste eencellige organismen in de oceaan verschijnen, inclusief de eerste algen Grypania spiralis, die ongeveer zo groot was als een stuk van 50 pence.

Planten die uit veel cellen bestaan, bestaan ​​pas 800 miljoen jaar. Om op het land te overleven, moesten planten zichzelf beschermen tegen UV-straling en sporen en later zaden ontwikkelen waardoor ze zich op grotere schaal konden verspreiden. Deze innovaties hielpen planten een van de meest invloedrijke levensvormen op aarde te worden. Tegenwoordig zijn planten te vinden in elk belangrijk ecosysteem op aarde en wetenschappers beschrijven elk jaar meer dan 2,000 nieuwe soorten.

De nieuwe documentaire van David Attenborough De groene planeet werpt de schijnwerpers op planten en hun vermogen om ons te inspireren. In slechts één recent voorbeeld hebben ingenieurs met succes de vorm van gevleugelde esdoornzaden nagebootst te ontwerpen nieuwe windturbines.

Planten bevatten veel geheimen die wetenschappers nog moeten ontdekken. Maar hier zijn vijf ontdekkingen die ons hebben geholpen onze verre groene neven in een nieuw licht te zien.

1. Planten 'praten' met elkaar

Planten hebben natuurlijk geen stembanden en kunnen dus niet praten zoals wij. Maar ze gebruiken wel chemische en elektronische signalen om de reacties op hun omgeving te coördineren.

Wanneer plantencellen worden beschadigd, zoals gras dat door een grasmaaier wordt gemaaid, komen eiwitfragmenten vrij die kunnen worden gedetecteerd door omringende planten. Het is als een buurtbewakingssysteem: wanneer een plant schade oploopt, worden de anderen gewaarschuwd dat er gevaar in de buurt is. Dit kan een immuunrespons of andere afweer veroorzaken.

Evenzo kunnen planten bestuivers in hun omgeving detecteren en chemicaliën afgeven om ze aan te trekken. Deze signalen maken planten zeer complexe communicators.

2. Planten kunnen bewegen

In zijn baanbrekende boek De kracht van beweging in planten, gepubliceerd in 1880, beschreef Charles Darwin het vermogen van planten om van of naar het licht te bewegen. Wetenschappers noemen dit fototropisme. Het is nu bekend dat plantenbewegingen niet alleen worden geleid door licht, maar ook door water, voedingsstoffen en als reactie op begrazing door dieren en concurrentie van andere planten.

Planten kunnen op hun plaats bevroren lijken, bestemd om te blijven waar hun zaden ontkiemen. Maar in feite passen planten voortdurend hun bladeren, wortels en stengels aan om hun overlevingskansen te vergroten. Zo worden de schaduwzijden van stengels altijd langer om ervoor te zorgen dat de plant naar het licht toe groeit in een proces dat wordt gemedieerd door hormonen. Wortels vertonen het tegenovergestelde effect, waardoor ze weggroeien van het licht.

In sommige extreme gevallen kunnen planten zelfs door een heel bos bewegen. Nomadische wijnstokken groeien omhoog vanaf de bodem van een boomstam en komen dan los van de grond. Later leggen ze luchtwortels neer en dalen weer af, waardoor ze weer kunnen bewegen tussen bomen.

3. Planten kunnen in de ruimte groeien

Het idee om de ruimte te doorkruisen en op andere planeten te leven heeft de menselijke verbeelding al lang geprikkeld. Maar er zijn geen planeten gevonden met dezelfde omgeving als de aarde. We weten dat planten experts zijn in het aanpassen van omgevingen om aan de behoeften van het complexere leven te voldoen. Toen vroege bossen begonnen met fotosynthese, brachten ze zuurstof in de atmosfeer van de aarde en trokken ze CO2 naar beneden, waardoor de planeet gastvrijer werd.

Kan het kweken van planten op verre planeten ze geschikter maken voor onze behoeften? Tijdens de ruimtewedloop tussen de USSR en de VS in de jaren vijftig en zestig bestudeerden wetenschappers hoe planten groeien en zich ontwikkelen in de ruimte. Tot nu toe hebben wetenschappers 1950 verschillende soorten planten gekweekt in gespecialiseerde kamers, waaronder gewassen zoals: maïs, tarwe, tomaten en sla. Er blijven grote uitdagingen voor het kweken van aardse planten buiten onze atmosfeer, waaronder straling tijdens ruimtevluchten en verschillen in gasbewegingen in de ruimte in vergelijking met de aarde. Als je denkt dat het moeilijk is om een ​​plant thuis in leven te houden, probeer het dan in de ruimte.

Het vermogen om een ​​planeet te terravormen - waardoor het geschikt wordt voor mensen om op te leven - blijft ongrijpbaar. Maar dankzij de grote vooruitgang in de plantenwetenschap van de afgelopen jaren is dit een haalbaar doel, misschien nog wel binnen het leven van de mensen die nu nog leven.

4. Een op de tien planten groeit op andere planten

Vaak torenhoge tientallen meters hoog zijn enkele van de grootste organismen op aarde. Redwood-bomen kunnen bijvoorbeeld meer dan 100 meter hoog worden. Wetenschappers begonnen eerst hun hoge luifels te bestuderen door apen te trainen of bekwame klimmers in te zetten om monsters te verzamelen. Sommigen gebruikten zelfs jachtgeweren om monsters neer te schieten.

Pas in de jaren tachtig werd het kruinonderzoek een wetenschappelijke discipline op zich, met behulp van touwklimtechnieken die waren ontleend aan het bergbeklimmen. Later voegden kranen, ballonnen en drones zich bij de toolset van veel wetenschappers. Maar waarom zou je je leven riskeren om in een boom te klimmen? Wat is daarboven?

Geschat wordt dat tot 80% van de soorten in een bos gebruiken of leven hun hele leven in het bladerdak. Een op de tien van alle bekende soorten vaatplanten - soorten die aderachtige vaten gebruiken om water en voedingsstoffen door hun lichaam te transporteren - groeit bovenop andere planten.

Dit worden epifyten genoemd. Het zijn geen parasieten, maar gebruiken in plaats daarvan hun gastheer voor fysieke ondersteuning. Dit geeft ze een voordeel ten opzichte van planten die groeien in de ondergroei van het bos, waar licht schaars is. De meeste orchideeën groeien aan bomen en een enkele boom kan wel 50 soorten epifyten bevatten. Vaak geven deze epifyten meer bladeren af ​​dan hun waardboom.

5. Planten kunnen wijzen op wereldwijde verandering

Organismen zijn erg gevoelig voor veranderingen in hun omgeving en met name planten worden al eeuwenlang gebruikt om deze veranderingen op te sporen. Wanneer bladeren in de herfst van kleur beginnen te veranderen, luidt dit meestal de komst van koelere en donkere maanden in.

Bepaalde soorten varens zijn bijzonder kwetsbaar voor veranderingen in hun lokale klimaat. Filmachtige varens groeien in schaduwrijke gebieden van tropische bossen, meestal in de buurt van de basis van bomen of op natte rotsen. Ze zijn afhankelijk van water en lage temperaturen en zijn goede indicatoren voor naderende droogte en stijgende temperaturen.

Sinds de jaren tachtig is de wereldwijde gemiddelde temperatuur gestegen als direct gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool, die miljoenen jaren geleden door planten werd afgezet tijdens de vroege vorming van bossen. We leven in een tijd van verandering en als we begrijpen hoe planten reageren op klimaatveranderingen, kunnen we ons voorbereiden op de toekomst.

Over de auteur

Sven Batke, docent biologie, Edge Hill University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

ING