Shutterstock

Als je net als ik bent, ben je erin geslaagd om zelfs de meest winterharde kamerplanten te doden (ja, ondanks een doctoraat in de plantenbiologie). Maar stel je een wereld voor waarin je planten je precies vertellen wanneer ze water nodig hebben. Deze gedachte, zo blijkt, is misschien toch niet zo gek.

U bent misschien bekend met het groeiende oeuvre dat levert bewijs voor planten kunnen geluiden om zich heen waarnemen. Nu suggereert nieuw onderzoek dat ze ook luchtgeluiden kunnen genereren als reactie op stress (zoals door droogte of maaien).

Een team onder leiding van experts van de Universiteit van Tel Aviv heeft laten zien dat onder andere tomaten- en tabaksplanten niet alleen geluid maken, maar ook hard genoeg zodat andere wezens het kunnen horen. hun bevindingen, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Cell, helpen ons af te stemmen op de rijke akoestische wereld van planten - een wereld die zich overal om ons heen afspeelt, maar nooit helemaal binnen menselijk gehoor.

Planten kunnen luisteren, maar nu kunnen ze praten!

Planten zijn "sessiele" organismen. Ze kunnen niet wegrennen voor stressoren zoals herbivoren of droogte.

In plaats daarvan hebben ze complexe biochemische reacties ontwikkeld en het vermogen om hun groei dynamisch te veranderen (en lichaamsdelen terug te laten groeien) als reactie op omgevingssignalen zoals licht, zwaartekracht, temperatuur, aanraking en vluchtige chemicaliën geproduceerd door omringende organismen.

Deze signalen helpen hen hun groei en reproductief succes te maximaliseren, zich voor te bereiden op en weerstand te bieden aan stress, en wederzijds voordelige relaties aan te gaan met andere organismen zoals schimmels en bacteriën.

In 2019, onderzoekers toonden het zoemen van bijen kan ervoor zorgen dat planten zoetere nectar produceren. Anderen getoond hebben witte ruis gespeeld Arabidopsis, een bloeiende plant uit de mosterdfamilie, kan een droogtereactie veroorzaken.

Nu heeft een team onder leiding van Lilach Hadany, die ook het eerder genoemde onderzoek naar bijennectar leidde, luchtgeluiden geregistreerd die worden geproduceerd door tomaten- en tabaksplanten en vijf andere soorten (grapevine, henbit deadnettle, speldenkussencactus, maïs en tarwe). Deze geluiden waren ultrasoon, in het bereik van 20-100 kilohertz, en kunnen daarom niet worden gedetecteerd door menselijke oren.

Gestreste planten kwetteren meer

Om hun onderzoek uit te voeren, plaatste het team microfoons op 10 cm van plantenstengels die waren blootgesteld aan droogte (minder dan 5% bodemvocht) of waren afgesneden in de buurt van de grond. Vervolgens vergeleken ze de opgenomen geluiden met die van niet-gestresste planten, evenals lege potten, en ontdekten dat gestreste planten significant meer geluiden uitstraalden dan niet-gestresste planten.

Als coole toevoeging aan hun paper hebben ze ook een soundbite van een opname toegevoegd, gedownsampled naar een hoorbaar bereik en versneld. Het resultaat is een duidelijk "pop"-geluid.

Plant klinkt. Khait et al, CC BY-SA282 KB (Download)

 Het aantal pops nam toe naarmate de droogtestress toenam (voordat het begon af te nemen toen de plant opdroogde). Bovendien konden de geluiden worden gedetecteerd op een afstand van 3-5 meter, wat wijst op mogelijkheden voor communicatie over lange afstanden.

Maar wat veroorzaakt deze geluiden eigenlijk?

Hoewel dit onbevestigd blijft, suggereren de bevindingen van het team dat "cavitatie" op zijn minst gedeeltelijk verantwoordelijk kan zijn voor de geluiden. Cavitatie is het proces waarbij luchtbellen uitzetten en barsten in het watergeleidende weefsel van een plant, of "xyleem". Deze verklaring is logisch als we bedenken dat droogtestress en maaien beide de waterdynamiek in een plantenstengel veranderen.

Ongeacht het mechanisme, het lijkt erop dat de geluiden geproduceerd door gestreste planten informatief waren. Met behulp van machine learning-algoritmen konden de onderzoekers niet alleen onderscheiden welke soort het geluid produceerde, maar ook aan wat voor soort stress het leed.

We hebben nu het eerste onderzoeksbewijs dat planten luchtgeluiden kunnen maken, die tot op een paar meter afstand te horen zijn. Shutterstock

Het valt nog te bezien of en hoe deze geluidssignalen kunnen worden betrokken bij communicatie tussen plant-naar-plant of communicatie tussen plant en omgeving.

Het onderzoek heeft tot nu toe geen geluiden kunnen detecteren van de houtachtige stengels van houtachtige soorten (waaronder veel boomsoorten), hoewel ze wel geluiden konden detecteren van niet-houtachtige delen van een wijnstok (een houtachtige soort).

Wat zou het kunnen betekenen voor de ecologie, en voor ons?

Het is verleidelijk om te speculeren dat deze luchtgeluiden planten kunnen helpen hun stress breder te communiceren. Zou deze vorm van communicatie planten, en misschien bredere ecosystemen, kunnen helpen zich beter aan te passen aan veranderingen?

Of misschien worden de geluiden door andere organismen gebruikt om de gezondheidsstatus van een plant te detecteren. Motten horen bijvoorbeeld binnen het ultrasone bereik en leggen hun eieren op bladeren, zoals de onderzoekers aangeven.

Dan is er de vraag of dergelijke bevindingen kunnen helpen bij de toekomstige voedselproductie. De wereldwijde vraag want voedsel zal alleen maar rijzen. Door het watergebruik af te stemmen op individuele planten of delen van het veld die het meeste "lawaai" maken, kunnen we de productie duurzamer intensiveren en afval minimaliseren.

Voor mij persoonlijk, als iemand een microfoon zou kunnen geven aan mijn verwaarloosde groenteveld en de meldingen naar mijn telefoon zou kunnen sturen, zou dat zeer op prijs worden gesteld!

Over de auteur

Alice Hayward, moleculair bioloog, De universiteit van Queensland

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

ING