Volgens Jack C Schultz zijn planten “gewoon heel trage dieren”.
Dit is geen misverstand over de basisbiologie. Schultz is hoogleraar in de afdeling Plantenwetenschappen aan de Universiteit van Missouri in Columbia en heeft vier decennia onderzoek gedaan naar de interacties tussen planten en insecten. Hij kent zijn spullen.
In plaats daarvan maakt hij een punt over de algemene percepties van onze lommerrijke neven en nichten, die volgens hem te vaak worden afgedaan als onderdeel van het meubilair. Planten vechten voor territorium, zoeken voedsel, ontwijken roofdieren en vangen prooien. Ze zijn net zo levend als elk dier, en – net als dieren – vertonen ze gedrag.
“Om dit te zien, hoef je alleen maar een snel filmpje te maken van een groeiende plant – dan zal het zich gedragen als een dier, “enthousiast Olivier Hamant, een plantenwetenschapper aan de Universiteit van Lyon, Frankrijk. Een time-lapse-camera onthult inderdaad de buitenaardse wereld van plantengedrag in al zijn glorie, zoals iedereen die de beroemde bossequentie uit de Life-serie van David Attenborough heeft gezien, kan beamen.
Deze planten bewegen mee. doel, wat betekent dat ze zich bewust moeten zijn van wat er om hen heen gebeurt. “Om correct te reageren, hebben planten ook geavanceerde sensoren nodig die zijn afgestemd op verschillende omstandigheden”, zegt Schultz.
Dus wat is plantgevoel? , als je Daniel Chamovitz van de Tel Aviv Universiteit in Israël gelooft, verschilt het niet zo veel van de onze als je zou verwachten.
Toen Chamovitz zijn boek uit 2012 schreef What a Plant Knows – waarin hij onderzoekt hoe planten de wereld ervaren door middel van het meest rigoureuze en up-to-date wetenschappelijke onderzoek – hij deed dat met enige schroom.
“Ik was ongelooflijk op mijn hoede over wat de reactie zou zijn,” hij zegt.
Een Beethoven-symfonie is van weinig belang voor een plant, maar de nadering van een hongerige caterpillar is een ander verhaal
Zijn zorgen waren niet ongegrond. De beschrijvingen in zijn plantenboek zien, ruiken, voelen en, inderdaad, weten, hebben echo’s van The Secret Life of Plants, een populair boek dat in 1973 werd gepubliceerd en dat een generatie opgroeide die was opgegroeid met flowerpower, maar weinig feiten bevatte. .
De meest blijvende bewering van het eerdere boek is misschien het grondig in diskrediet gebrachte idee dat planten positief reageren op het geluid van klassieke muziek.
Maar de studie van de perceptie van planten is gekomen een lange weg af sinds de jaren zeventig, en in de afgelopen jaren is er een toename geweest van het onderzoek naar plantzintuigen. De motivatie voor dit werk was niet alleen om aan te tonen dat ‘planten ook gevoelens hebben’, maar in plaats daarvan de vraag te stellen waarom en hoe , een plant voelt zijn omgeving.
Heidi Appel en Rex Cocroft, collega’s van Schultz in Missouri, die op zoek zijn naar de waarheid over het horen van planten.
“De belangrijkste bijdrage van ons werk is om een reden te geven waarom planten worden aangetast door geluid “, zegt Appel. A Beetho ven symfonie is van weinig belang voor een plant, maar de nadering van een hongerige rups is een ander verhaal.
In hun experimenten ontdekten Appel en Cocroft dat opnames van de kauwende geluiden geproduceerd door rupsen ervoor zorgden dat planten hun bladeren met chemische verdediging ontworpen om aanvallers af te weren. “We hebben laten zien dat planten reageren op een ecologisch relevant” geluid “met een ecologisch relevant antwoord”, zegt Cocroft.
We hebben neuzen en oren, maar wat heeft een plant?
Ecologische relevantie is de sleutel. Consuelo De Moraes van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich heeft, samen met medewerkers, aangetoond dat sommige planten niet alleen naderende insecten kunnen horen, maar ook kunnen ruiken of vluchtige signalen ruiken die worden afgegeven door naburige planten als reactie op hen .
Nog onheilspellender, in 2006 demonstreerde ze hoe een parasitaire plant die bekend staat als de dodder vine een potentiële gastheer opspoort. De slingerende wijnstok kronkelt vervolgens door de lucht, voordat hij zich rond de onfortuinlijke gastheer rolt en zijn voedingsstoffen extraheert.
Conceptueel is er niet veel dat deze planten van ons onderscheidt. Ze ruiken of horen iets en handelen er dan naar, net als wij.
Maar er is natuurlijk een belangrijk verschil. “We weten niet echt hoe vergelijkbaar de mechanismen van geurperceptie bij planten en dieren zijn, omdat we niet veel weten over die mechanismen in planten”, zegt De Moraes.
We hebben neuzen en oren. , maar wat heeft een plant?
Het ontbreken van duidelijke centra van sensorische input maakt het moeilijker om plantzintuigen te begrijpen. Het is niet altijd het geval – de fotoreceptoren die planten gebruiken om te “zien” zijn bijvoorbeeld redelijk goed bestudeerd – maar het is zeker een gebied dat verder onderzoek verdient.
Van hun kant, Appel en Cocroft hoopt het deel of de delen van een plant op te sporen die op geluid reageren.
Onderzoekers beginnen herhalende patronen te vinden die wijzen op diepe parallellen met dieren
Waarschijnlijke kandidaten zijn mechanoreceptor-eiwitten die in alle plantencellen worden aangetroffen. Deze zetten microvervormingen van het soort dat geluidsgolven kunnen genereren als ze over een object spoelen om in elektrische of chemische signalen.
Ze testen of planten met defecte mechanoreceptoren nog steeds kunnen reageren op insectengeluid. Voor een plant lijkt het erop dat er misschien geen behoefte is aan zoiets onhandigs als een oor.
Een ander vermogen dat we delen met planten is proprioceptie: het ‘zesde zintuig’ dat ons in staat stelt om aan te raken typ, jongleer en weet in het algemeen waar verschillende delen van ons lichaam zich in de ruimte bevinden.
Omdat dit een gevoel is dat niet intrinsiek verbonden is met één orgaan bij dieren, maar eerder vertrouwt op een feedbacklus tussen mechanoreceptoren in spieren en hersenen, de vergelijking met planten is netter. Hoewel de moleculaire details een beetje verschillen, hebben planten ook mechanoreceptoren die veranderingen in hun omgeving detecteren en dienovereenkomstig reageren.
“Het overkoepelende idee is hetzelfde”, zegt Hamant, die co-auteur was van een recensie uit 2016 over proprioceptie onderzoek. “Tot nu toe weten we dat het bij planten meer te maken heeft met microtubuli, die reageren op rek en mechanische vervorming.”
In feite lijkt een in 2015 gepubliceerde studie overeenkomsten te laten zien die nog dieper gaan , wat een rol suggereert voor actine – een sleutelcomponent in spierweefsel – bij de proprioceptie van planten. “Dit wordt minder ondersteund”, zegt Hamant, “maar er is enig bewijs dat actinevezels in weefsel betrokken zijn; bijna als spieren.”
Deze bevindingen zijn niet uniek. Naarmate het onderzoek naar de zintuigen van planten vordert, beginnen onderzoekers herhalende patronen te vinden die wijzen op diepe parallellen met dieren.
Tegenwoordig zijn er plantonderzoekers die dit traditioneel onderzoeken niet-plantaardige gebieden als geheugen, leren en probleemoplossing
In 2014 toonde een team van de Universiteit van Lausanne in Zwitserland aan dat wanneer een rups een Arabidopsis-plant, het veroorzaakt een golf van elektrische activiteit. De aanwezigheid van elektrische signalering in planten is geen nieuw idee – fysioloog John Burdon-Sanderson stelde het al in 1874 voor als een mechanisme voor de werking van de Venusvliegenvanger – maar wat verrassend is, is de rol die wordt gespeeld door moleculen die glutamaatreceptoren worden genoemd. / p>
Glutamaat is de belangrijkste neurotransmitter in ons centrale zenuwstelsel en speelt precies dezelfde rol in planten, behalve met één cruciaal verschil: planten hebben geen zenuwstelsel.
“Moleculair biologie en genomica vertellen ons dat planten en dieren zijn samengesteld uit een verrassend beperkte set van moleculaire “bouwstenen” die sterk op elkaar lijken “, zegt Fatima Cvrčková, een onderzoeker aan de Karelsuniversiteit in Praag, Tsjechië. Elektrische communicatie is op twee verschillende manieren geëvolueerd, waarbij telkens een reeks bouwstenen wordt gebruikt die vermoedelijk dateert van vóór de splitsing tussen dieren en planten ongeveer 1,5 miljard jaar geleden.
“De evolutie heeft geleid tot een bepaald aantal potentiële communicatiemechanismen, en hoewel je dat op verschillende manieren kunt bereiken, is het eindpunt nog steeds hetzelfde “, zegt Chamovitz.
Het besef dat dergelijke overeenkomsten bestaan en dat planten een veel groter vermogen hebben hun wereld aanvoelen dan de schijn suggereert, heeft geleid tot enkele opmerkelijke beweringen over “plant intelligence”, en zelfs een nieuwe discipline voortgebracht. Elektrische signalering in planten was een van de sleutelfactoren bij het ontstaan van ‘plantenneurobiologie’ (een term die wordt gebruikt ondanks het gebrek aan neuronen in planten), en tegenwoordig zijn er plantonderzoekers die traditioneel niet-plantaardige gebieden onderzoeken, zoals geheugen, leren en problemen. -oplossend.
Ondanks dat ze geen ogen hebben, bezitten planten zoals Arabidopsis minstens 11 soorten fotoreceptoren, vergeleken met onze magere vier.
Deze manier van denken heeft er zelfs toe geleid dat wetgevers in Zwitserland richtlijnen hebben opgesteld om “de waardigheid van planten” te beschermen – wat dat ook mag betekenen.
En hoewel velen termen als “plant intelligence” en “plant neurobiology” als metaforisch beschouwen, krijgen ze nog steeds veel kritiek, niet in de laatste plaats van Chamovitz. “Denk ik dat planten slim zijn? Ik denk dat planten complex zijn”, zegt hij. Complexiteit, zegt hij, moet niet worden verward met intelligentie.
Dus hoewel het nuttig is om planten in antropomorfe termen te beschrijven om ideeën over te brengen, zijn er grenzen. Het gevaar is dat we planten uiteindelijk gaan beschouwen als inferieure versies van dieren, wat het punt volledig mist.
“Wij plantenwetenschappers praten graag over overeenkomsten en verschillen tussen de levensstijl van planten en dieren bij het presenteren van resultaten van plantonderzoek voor het grote publiek ”, zegt Cvrčková.Ze denkt echter dat het vertrouwen op dier-gebaseerde metaforen om planten te beschrijven problemen met zich meebrengt.
“Je wilt het vermijden, tenzij je geïnteresseerd bent in een (meestal zinloos) debat over het vermogen van een wortel om pijn te voelen wanneer je erin bijt. “
Planten zijn bij uitstek geschikt om precies te doen wat ze moeten doen. Ze missen misschien een zenuwstelsel, hersenen en andere kenmerken die we associëren met complexiteit, maar ze blinken uit op andere gebieden .
We zijn meer plantachtig dan we zouden willen denken
Planten zoals Arabidopsis bezitten bijvoorbeeld, ondanks het ontbreken van ogen, ten minste 11 soorten fotoreceptoren, vergeleken met onze magere vier. Dit betekent dat hun zicht in zekere zin complexer is dan die van ons. Planten hebben andere prioriteiten en hun sensorische systemen weerspiegelen dit. Zoals Chamovitz opmerkt in zijn boek: “licht voor een plant is veel meer dan een signaal; licht is voedsel. “
Dus hoewel planten met veel van dezelfde uitdagingen worden geconfronteerd als dieren, worden hun zintuiglijke behoeften in gelijke mate bepaald door de dingen die hen onderscheiden.” De geworteldheid van planten – het feit dat ze niet bewegen – betekent dat ze zich eigenlijk veel meer bewust moeten zijn van hun omgeving dan jij en ik, “zegt Chamovitz.
Om volledig te begrijpen hoe planten de wereld zien, is het belangrijk dat wetenschappers en het grote publiek ze waarderen vanwege wat ze zijn.
“Het gevaar voor de plantenmensen is dat als we het blijven vergelijken met dieren, we de waarde van planten kunnen missen”, zegt Hamant.
“Ik zou graag zie dat planten meer worden erkend als de verbazingwekkende, interessante, exotische levende wezens die ze zijn, ‘beaamt Cvrčková,’ en minder als louter een bron van menselijke voeding en biobrandstoffen. ‘Een dergelijke houding zal iedereen ten goede komen. Genetica, elektrofysiologie en de ontdekking van transposons zijn slechts een paar voorbeelden van velden die begonnen met onderzoek in planten, en ze hebben allemaal bewezen revo lutionair voor de biologie als geheel.
Omgekeerd kan het besef dat we sommige dingen gemeen hebben met planten een kans zijn om te accepteren dat we meer plantachtig zijn dan we zouden willen denken, net als planten zijn meer dierlijk dan we gewoonlijk aannemen.
“Misschien zijn we mechanistischer dan we denken te zijn”, besluit Chamovitz. Voor hem zouden de overeenkomsten ons moeten wijzen op de “verrassende complexiteit van planten en op de gemeenschappelijke factoren die al het leven op aarde met elkaar verbinden.
” Dan kunnen we de eenheid in de biologie gaan waarderen. “
Sluit je aan bij meer dan zes miljoen BBC Earth-fans door ons leuk te vinden op Facebook, of volg ons op Twitter en Instagram.
Als je dit verhaal leuk vond, meld je dan aan voor de wekelijkse bbc.com-nieuwsbrief met de titel “If You Only Read 6 Things This Week “. Een zorgvuldig uitgekozen selectie van verhalen van BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel en Autos, elke vrijdag in je inbox bezorgd.