Uit nieuw onderzoek blijkt dat planten de groeisnelheid van hun buren kunnen waarnemen via geursignalen. Daarop passen ze hun eigen groeistrategie aan.
Wie in de lente door het park of het bos loopt, wordt overvallen door een mengsel van zoete en aardse geuren. Dit zijn de vluchtige organische stoffen (VOS) die planten uitscheiden. Die ruiken niet alleen lekker, maar vervullen ook een hele reeks aan functies. Planten geven er boodschappen mee door, zowel onderling als aan bestuivers en herbivoren. Zo kunnen planten elkaar wijzen op gevaar, maar ook insecten aantrekken.
Het meeste onderzoek naar deze vluchtige stoffen richt zich op de alarmfunctie. Maar onderzoekers van de Swedish University of Agricultural Sciences hebben een nieuwe toepassing ontdekt: planten kunnen met VOS achterhalen hoe snel de buurman groeit.
Lees ook:
- Deze keverlarven ruiken naar bloemetjes – en dat is minder onschuldig dan het lijkt
- Ook planten worden heet als ze seks willen
Groeisnelheid van de plant
“Gezonde, niet-beschadigde planten verspreiden continu hun eigen chemische ‘vingerafdruk’ door de lucht”, vertelt Velemir Ninkovic van de Swedish University of Agricultural Sciences. “Hun buren lezen deze signalen niet alleen om hun verdedigingsmechanisme aan te passen, maar hun hele groeistrategie. Zie het als een voortdurend gesprek tussen buren.”
Ninkovic en zijn team onderzochten de rol van VOS in de groeistrategie van planten middels labexperimenten. Daarvoor gebruikten ze drie verschillende gerstvariëteiten (Hordeum vulgare). De variëteit ‘Fairytale’ groeit langzaam, ’Luhkas’ heeft een gemiddelde groeisnelheid en ‘Salome’ groeit het snelst. Ze hebben ook net een ander VOS-profiel.
Om te zien wat het effect was van de vluchtige stoffen op de verschillende gerstsoorten, stelden ze de langzame Fairytale en de snelgroeiende Salome aan alledrie de VOS-profielen bloot. Na 25 dagen analyseerden de onderzoekers de fysieke eigenschappen van de planten en de veranderingen in hun genexpessie.
Planten voelen concurrentiedruk
En wat bleek? De exemplaren die waren blootgesteld aan de VOS van de snelgroeiende variëteit voelden concurrentiedruk, aldus Ninkovic. Ze hadden hun groeisnelheid aangepast om die van hun buren te kunnen evenaren. “De planten groeiden harder als ze werden blootgesteld aan een snelgroeiende buurman en langzamer als ze naast een langzaamgroeiende plant stonden”, vertelt Ninkovic.
Dit effect werd consequent waargenomen in alle delen van de plant – bladeren, stengels en wortels. Het was dus niet zo dat de plant zijn hulpbronnen herverdeelde en alleen zijn stengel de lucht in schoot.
VOS en genexpressie
Uit de genetische analyse bleek dat de VOS ook effect hadden op de genexpressie. Het VOS-profiel van de langzaamgroeiende Fairytale zorgde ervoor dat er meer genen tot expressie kwamen die gelinkt worden aan de stressrespons, die de plant beschermen tegen herbivoren.
Tegelijkertijd kwamen er juist minder genen tot expressie die verantwoordelijk zijn voor DNA-replicatie (verdubbeling van DNA) en celtransport. Het tegenovergestelde patroon werd waargenomen als planten aan het VOS-profiel van de Salome werden blootgesteld.
De stoffen die het sterkst werden geassocieerd met deze groeisignalen, waren onder meer benzonitril, linalool en octanal. Die verspreiden typische bloemengeuren, zoals lavendel en citrus, en meer metaalachtige, aardse geuren.
Signalen van de buren
“De rijke mix aan vluchtige stoffen die planten verspreiden is een standaard onderdeel van hun biologie”, vertelt Ninkovic. “Het is evolutionair gezien logisch dat ze na miljoenen jaren van samenleven de mogelijkheid hebben ontwikkeld om de chemische signalen van hun buren op te pikken.”
Hij vermoedt dat de VOS-interactie die ze nu hebben waargenomen in gerst in het hele plantenrijk voorkomt. “Al zullen de specifieke stoffen die ermee gepaard gaan en de intensiteit van de respons per plant sterk verschillen.”
Bronnen: Journal of Experimental Botany, EurekAlert!
Beeld: Pexels