Planten kijken

Als je tijdens een wandeling even de bosjes in duikt om een plas te doen, houd je er waarschijnlijk geen rekening mee dat de rhododendron waarachter je beschutting zoekt, jou kan waarnemen. Op hun manier kunnen planten namelijk zien, ruiken en zelfs proeven wat jij daar aan het doen bent. Urine zit vol voedingsstoffen voor planten, maar als je te zout gegeten hebt, doe je ze er toch geen plezier mee. In tegenstelling tot mensen houden planten helemaal niet van zout. En aangezien wereldwijd landbouwgrond in rap tempo aan het verzilten is, is dat een groot probleem voor de voedselvoorziening.

‘Het zou heel erg helpen als planten ietsje beter tegen zout zouden kunnen,’ vertelt hoogleraar plantenfysiologie Christa Testerink van de Wageningen Universiteit in de zevende aflevering van Grote vragen. Vroeger was ze niet bijzonder geïnteresseerd in planten en had ze er geen oog voor, een verschijnsel dat ze ‘plantenblindheid’ noemt. Nu ze planten wel ‘ziet’ en bewondert, doet ze fundamenteel onderzoek naar de effecten van zout op planten. Ze hoopt dat die kennis later toegepast kan worden zodat we toch voedsel kunnen verbouwen op verzilte grond.

Zout (natrium) komt ongevraagd de plant binnen, legt Testerink tijdens een videobelgesprek uit. ‘Planten hebben kalium nodig om te groeien. Natrium is juist giftig, maar beide mineralen lijken heel veel op elkaar. Dus planten hebben eigenlijk geen mogelijkheid om natrium goed buiten te houden. Het komt gewoon naar binnen via de kanalen die gemaakt zijn om kalium op te nemen.’

In de aflevering laat Testerink planten zien die groeien in een gel met en zonder zout. Als de wortels het gedeelte met zout bereiken, kiezen ze een andere route. Ze kunnen het zout dus op op een of andere manier waarnemen. Maar hoe? Dat is een van de grote vragen waar de onderzoeksgroep van Testerink momenteel hard aan werkt.

Langzaam beginnen wetenschappers te ontrafelen hoe planten waarnemen. Ruiken bijvoorbeeld. Planten reageren op chemische stofjes in de lucht. De Cuscuta pentagona, in het Nederlands vijfhoekig warkruid genoemd, heeft dat heel mooi aangetoond. Gewone planten gebruiken licht om suiker en zuurstof te maken, maar deze plantaardige Dracula zet gewoon zijn tanden (zuigorgaantjes) in naburige planten en slurpt voedingsstoffen uit zijn slachtoffers, bij voorkeur tomatenplanten. Als je de groei van warkruid op een time-lapse-filmpje bekijkt, valt het op dat de plant niet willekeurig een bepaalde kant op groeit, maar steeds een gunstige richting kiest.

De Braziliaanse bioloog Consuelo De Moraes wilde weten hoe deze vampierplant zijn slachtoffers weet te vinden. Ze zette hem naast een neptomatenplant en een lege bloempot. Warkruid groeide naar geen van beide. Als ze een echte tomatenplant verstopte achter een doek groeide Dracula meteen richting de tomaat. Zelfs toen warkruid en de tomatenplant allebei in een eigen doos zaten die alleen via een buis met elkaar verbonden waren, groeide warkruid nog naar de tomaat. Er was maar één conclusie mogelijk: warkruid kon zijn prooi ruiken.

Ook niet-parasitaire planten gebruiken geurstoffen om met elkaar te communiceren. Zo kunnen planten een vluchtige stof uitscheiden als ze worden aangevreten door een beestje. Planten in de buurt die het signaal ruiken kunnen zich dan alvast voorbereiden op een aanval. Ook kunnen ze met die geurstof de vijand van hun aanvaller oproepen. Met geurstoffen kunnen planten onderling en met andere organismen communiceren.

Het is handig dat buurplanten elkaar attenderen op gevaar, maar tegelijkertijd zijn ze ook elkaars grootste concurrenten. Ondergronds woedt een strijd om water en voedingsstoffen, bovengronds is er the struggle for light, vertelt Ronald Pierik in de aflevering. Hij is hoogleraar fotobiologie van de Universiteit Utrecht en toevallig ook de partner van Christa Testerink. Je hebt zaden die tientallen jaren in de grond wachten op een gat in het bladerdek, waardoor er zonlicht op zo’n zaadje valt. Pas dan kiemen ze.  

Als je de enige plant in een open veld bent, kun je investeren in je wortels, bloemen en vruchten, maar als je omringd wordt door andere planten, moet je, hup, de lucht in voordat de buurplanten de kans krijgen om jou te overschaduwen. Planten merken niet alleen schaduw op, ze registreren ook nog eens of de schaduw afkomstig van een plant of bijvoorbeeld een wildplasser. Ze hebben daar een speciale truc voor. In tegenstelling tot mensen kunnen planten verrood licht waarnemen. Dat is licht dat planten nauwelijks absorberen voor fotosynthese.

Het meeste verrode licht weerkaatsen ze dan ook. Pierik: ‘Daarmee geven ze dus feitelijk hun positie weg aan hun buurtplanten.’ Gewoon rood licht dat wij, niet-plantaardigen, ook kunnen zien, is wel bruikbaar voor de fotosynthese en wordt geabsorbeerd door de bladgroenkorrels. Planten meten constant de verhouding tussen rood en verrood licht. ‘Als door fotosynthese het rood licht opraakt en het verrood licht blijft steeds sterker aanwezig, dan daalt de relatieve hoeveelheid rood ten opzichte van verrood. Dat is voor planten een waarschuwing: er zijn planten in de buurt.’ Als een plant dat signaal krijgt, valt de rem weg en begint hij hard te groeien.  

Een boer zit daar niet op te wachten. Pierik: ‘Planten gaan met z’n allen als een malle omhoog groeien en dat levert eigenlijk niets op, want wat je oogst zijn vaak de zaden. Die lange planten waaien vaak alleen maar plat.’ Een akkerbouwer zou willen dat de planten onzichtbaar zijn voor elkaar. Je zou elke plant een jasje kunnen geven, zodat ze geen verrood licht weerkaatsen, maar dat is nogal omslachtig. Wellicht lukt het in de toekomst om gewassen te kweken die selectief blind gemaakt zijn voor het gereflecteerde verrood licht van hun buren. Dankzij die plantenblindheid zouden ze zich minder van elkaar aantrekken en meer kunnen investeren in oogstbare delen.