Schaduw-alarm gaat af als bladeren elkaar aanraken

In de felle competitie om licht moeten planten snel reageren op buurplanten, om te voorkomen dat ze overschaduwd worden. Maar hoe merken planten de nabijheid van hun buren? Biologen van de Universiteit Utrecht ontdekten bij planten een nog onbekend ‘schaduw-alarm’. Zodra bladpunten van twee buurplanten elkaar aanraken, bewegen zij hun bladeren omhoog.

De ontdekking van de Utrechtse biologen wordt gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijk tijdschrift PNAS van deze week. “Veertig jaar lang dachten biologen dat zij precies wisten hoe het huidige schaduw-alarm werkte. Wij hebben nu ontdekt dat er nóg een alarm bestaat en dat dit een totaal onbekende manier van planten is om op aanraking te reageren”, aldus projectleider dr. Ronald Pierik van de Universiteit Utrecht.

Verticaal en horizontaal groeiende planten

Als groene planten groeien, verandert de weerkaatsing van het licht op de bladeren van hun buren. Bij een bepaalde verandering in lichtintensiteit en lichtsamenstelling gaat het al bekende schaduwalarm af. Het alarm zorgt ervoor dat planten snel meer naar het licht toe, dus verticaal, groeien.

Ronald Pierik en zijn collega’s realiseerden zich echter dat het al bekende alarm alleen werkt als de buurplant voldoende de hoogte in groeit om de weerkaatsing van het licht te veranderen. Daarom besloten ze onderzoek te doen bij de zandraket, een meer horizontaal groeiende plant.

Eerste reactie niet door licht

Uit metingen en computersimulaties bleek dat bij de zandraket de groei omhoog al begon voordat de lichtintensiteit en lichtsamenstelling veranderden. Pierik: “De vraag was nu op welke signalen de planten dan reageerden. Uit gedetailleerde observaties viel ons op dat de reactie op buurplanten altijd begon bij de bladeren die nét met de punten de bladeren van een buurplant raakten. Voor planten die meer horizontaal groeien is het eerste schaduw-alarm dus aanraking.”

Om het effect van de lichtsignalen helemaal uit te sluiten, werd de buurplant vervolgens vervangen door een doorzichtig stekertje. Ook testten de onderzoekers wat er gebeurde als het blad steeds kort werd aangeraakt, om meer terloopse aanraking door bijvoorbeeld de wind te simuleren. Groei omhoog bleek echter pas op te treden als de aanraking continu was en zo’n 4 uur aanhield.

Als elkaar rakende bladpunten de groei omhoog in gang hebben gezet, blijken de lichtsignalen alsnog een rol te gaan spelen. Zij versterken de reactie op het eerste schaduw-alarm, met nog meer verticale groei van bladeren.

Nog onbekend mechanisme

Dat planten reageren op aanraking is bekend. De biologen onderzochten daarom of bij het nog onbekende schaduw-alarm dezelfde genen betrokken zijn als in andere aanrakingsreacties. Dit is niet het geval. Pierik: “Daaruit blijkt echt dat het om een nog totaal onbekend mechanisme gaat.”