Zijn planten intelligenter dan we dachten?

Zijn planten intelligenter dan we dachten?

In het gevecht tegen parasieten offert de Berberis, afhankelijk van zijn overlevingskansen, zijn eigen zaadjes op. Planten zijn dus ook in staat complexe beslissingen te maken, ten minste dat is wat de wetenschappers van het Helmholtz Centrum voor Milieuonderzoek (UFZ) en de Universiteit van Göttingen concludeerden uit hun onderzoek naar de Berberis (Berberis vulgaris).

Deze is er toe in staat zijn eigen zaadjes af te breken om een parasietenplaag te voorkomen. De resultaten van het onderzoek zijn de eerste ecologische bewijzen van complex gedrag bij planten. Zij wijzen erop dat deze plantensoort over een gestructureerd geheugen beschikt, in staat is om het onderscheid te maken tussen de inwendige en uitwendige toestand en eveneens toekomstige risico’s kan anticiperen, schrijven wetenschappers in het befaamde dagblad American Naturalist – Het eerste door vakgenoten beoordeelde Amerikaanse tijdschrift voor theoretische ecologie.

Planten kunnen ook moeilijke beslissingen maken

Planten kunnen ook moeilijke beslissingen maken. Op zijn minst is dat wat de wetenschappers besloten uit hun onderzoek naar de Berberis (Berberis vulgaris), die er toe in staat is zijn eigen zaadjes af te breken om een parasietenplaag te voorkomen. Ongeveer 2000 bessen uit verschillende Duitse regio’s werden tijdens de studie ingezameld, onderzocht naar tekenen van penetratie en vervolgens opengesneden om elke parasitaire besmetting van de Tephridit fruitvlieg (Rhagoletis meigeni) te onderzoeken.

Gewoehnliche Berberitze (Berberis vulgaris)
Gewoehnliche Berberitze (Berberis vulgaris) Foto: Steffen Hauser/ botanikfoto

De Europese Berberis of simpelweg Berberis (Berberis vulgaris) is een soort van struik die door Europa gedistribueerd wordt. Hij wordt gerelateerd aan de in Noord-Amerika inheemse Oregondruif (Mahonia aquifolium), die al jarenlang veredeld word in Europa. Wetenschappers vergeleken beide soorten met elkaar om een merkbaar verschil te vinden in parasitaire besmetting: “een zeer gespecialiseerde soort Tephritid fruitvlieg, wiens larven zich feitelijk voeden met de Berberis zijn zaadjes, bleken een tien keer zo grote populatie te hebben op hun nieuwe gastheer, de Oregondruif”, verteld Dr. Harald Auge, een bioloog aan het UFZ.

Dit spoorde onderzoekers aan om de Berberiszaadjes nader te onderzoeken. Ongeveer 2000 bessen uit verschillende Duitse regio’s werden tijdens de studie ingezameld, onderzocht naar tekenen van penetratie en vervolgens opengesneden om elke parasitaire besmetting van de Tephridit fruitvlieg (Rhagoletis meigeni) te onderzoeken. De parasiet doorboord de bessen om er dan zijn eieren in te nestelen. Wanneer de larve zich ontwikkeld, zal het zich voeden met al het zaad dat zich in de bessen bevindt. Een bijzondere eigenschap van de berberis is dat er zich in elke bes meestal twee zaden bevinden en de plant in staat is de ontwikkeling van de zaden te stoppen om hun voorplantingsmiddelen te besparen. Dit mechanisme wordt eveneens gebruikt om zich te verdedigen tegen de Tephritid fruitvlieg. Als een zaadje is besmet met de parasiet, zal de ontwikkelende parasiet zich later voeden met beide zaden. Als de plant het besmette zaad afbreekt, sterft echter ook de zich daarin bevindende parasiet en wordt het tweede zaadje in de bes opgeslagen.

Wanneer de zaden geanalyseerd werden, kwamen de wetenschappers tot een verrassende ontdekking: “de zaadjes van het besmette fruit zijn niet altijd afgebroken, het hangt er vooral vanaf over hoeveel zaadjes de bessen beschikken”, legt Dr. Katrin M. Meyer uit, wie de data aan de UFZ analyseerde en op dit moment in de Universiteit van Goettingen werkt. Indien het besmette fruit twee zaadjes bevat, zullen in 75 procent van de gevallen de planten het besmette zaad afbreken om het tweede intacte zaad te redden. Als de aangetaste vrucht echter slechts één zaad bevat, dan zal de plant in 5 procent van de gevallen alleen het besmette zaad afbreken.

De gegevens uit het veldwerk werden in een computermodel tot een overtuigend beeld gebracht. Met behulp van modelberekeningen via de computer, waren wetenschappers in staat om aan te tonen hoe aan stress blootgestelde planten heel anders reageerden op een parasitaire besmetting dan die zonder stress. “Als de Berberis een vrucht met één besmet zaadje afbreekt, gaat de hele vrucht verloren. In plaats daarvan kunnen we ‘speculeren’ dat de larve van nature zou sterven, wat ook mogelijk is. Maar een geringe overlevingskans is beter dan geen”, legt Dr. Hans-Hermann Thulke van de UFC uit.” Dit anticiperende gedrag, waarbij de geanticipeerde verliezen en de uiterlijke omstandigheden zijn afgewogen, verraste ons. De boodschap van onze studie is dan ook dat plantaardige intelligentie het rijk van de ecologische mogelijkheden binnentreed.”

Meer onderzoek is nodig om te bepalen hoe de plant de informatie verwerkt

Maar hoe weet de Berberis wat hij nog in petto heeft nadat de Tephritid fruitvlieg een bes heeft doorboord? Het is nog onduidelijk hoe de plant de informatie verwerkt en hoe dit complexe gedrag zich in de loop van de evolutie ontwikkeld heeft. De Oregondruif die nauw verwant is aan de Berberis groeit al ongeveer 200 jaar in Europa met het risico aangetast te worden door de Tephritid fruitvlieg. Toch heeft zij geen vergelijkbare defensiestrategie ontwikkeld. Deze nieuwe inzichten werpen enig licht over de onderschatte mogelijkheden van planten, terwijl ze tegelijkertijd vele nieuwe vragen oproepen.

Bronnen 1, 2

Bewaren

Show 2 footnotes

  1. Katrin M. Meyer, Leo L. Soldaat, Harald Auge, Hans-Hermann Thulke (2014): Adaptieve en selectieve abortus zaad onthult complexe voorwaardelijke besluitvorming in planten. The American Naturalist. Vol. 183, nr 3, maart 2014
  2. www.ufz.de

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

error: Deze content is beschermd tegen copieren!
%d bloggers liken dit: