9 april 2013

Wie staat daar in mijn zonnetje?

Plant voelt concurrentie

Een plant kan zijn buurman waarnemen door te voelen met zijn bladeren. Er bestaat namelijk een ware strijd om zonlicht, en zo weet de plant of hij moet gaan groeien om de wedstrijd te kunnen winnen. Dat blijkt uit onderzoek van promovendus Wouter Kegge. Tot nu toe werd gedacht dat planten elkaar alleen kunnen zien via reflectie van licht op de bladeren. Door elkaar aan te raken nemen de planten hun buren echter al veel eerder in het groeiproces waar. Ook blijken planten, die dicht bij elkaar staan, minder geurstoffen uit te stoten als ze concurreren om licht. Dit kan invloed hebben op aanvallen van rupsen.

Planten groeien vaak in hoge dichtheden, zowel in de natuur als op akkers. Vanwege die dichtheden moeten ze met elkaar concurreren om licht. Planten kunnen zich goed aan de dynamiek van hun omgeving aanpassen. Zo was al bekend dat planten elkaar kunnen waarnemen door veranderingen in de samenstelling van het licht. Dit gebeurt met speciale fotoreceptoreiwitten, fytochromen genaamd. Onder begeleiding van dr. Ronald Pierik toonde promovendus Wouter Kegge aan dat planten elkaar nog eerder kunnen waarnemen door aanraking van elkaars bladeren. 

Die aanraking leidt vervolgens tot een groeireactie die ervoor zorgt dat de plant in dichte vegetatie meer zonlicht op kan vangen. Deze reactie van de plant ontstaat ook wanneer een plant door een kleurloos, transparant object wordt aangeraakt, dus zonder een verandering van de lichtsamenstelling. De onderzoekers namen waar dat de opwaartse bladbeweging die volgt op de aanraking de lichtsamenstelling doet veranderen, waarna de verdere detectie van buurplanten via de bekende fytochroom-route verloopt.

Rupsvraat

In samenwerking met de Wageningse hoogleraar Marcel Dicke werd binnen dit onderzoek verder ontdekt dat de hoge plantdichtheden ook de verdediging tegen insecten beïnvloeden. Als planten dicht bij elkaar groeien, stijgt de productie en uitstoot van het vluchtige plantenhormoon ethyleen, dat aangestuurd wordt door fytochroomactiviteit. Tegelijkertijd daalt juist de uitstoot van tal van andere gasvormige verbindingen. Dat maakt deze plantengeuren minder geschikt als signaal voor rupsen ten opzichte van geurstoffen die door niet-concurrerende planten werden geproduceerd.

Rupsen kunnen normaliter onderscheid maken tussen geuren van nog niet aangevreten planten en planten die al eerder zijn aangevallen door een rups. Door de veranderde uitstoot van geurstoffen tijdens de groei in hoge dichtheden kunnen rupsen echter geen onderscheid meer maken op basis van de geurstoffen. Tevens kunnen planten elkaar waarnemen via vluchtige verbindingen; ook deze waarneming van elkaar bleek in proeven met twee gerstrassen te worden onderdrukt bij hoge plantdichtheden.

Pierik en Kegge maakten voor dit onderzoek gebruik van de modelplant de zandraket (arabidopsis) en van gerst. De studie is belangrijk omdat juist landbouwgewassen vaak in grote dichtheden bij elkaar groeien.

Het onderzoek van Pierik en Kegge werd gefinancierd vanuit het Open Programma van NWO Aard- en Levenswetenschappen. Op 15 april promoveert Wouter Kegge op dit onderzoek aan de Universiteit Utrecht.

Bron: NWO