De zaden van sommige planten worden “geactiveerd” door het geluid van regen, zoals blijkt uit ongelooflijk en innovatief onderzoek onder leiding van Massachusetts Institute of Technology (MIT, VS). Deze ontdekking kan onze visie op de plantenwereld, die – jawel – altijd minder ‘statisch’ is dan we tot nu toe dachten, echt veranderen.
De onderzoekers voerden de experimenten in het bijzonder uit met rijstzaden ondergedompeld in ondiep water, waarbij ze ontdekten dat het geluid van vallende druppels ze effectief uit hun slapende toestand wekte, waardoor ze sneller gingen ontkiemen dan zaden die niet aan dezelfde geluidstrillingen werden blootgesteld: deze resultaten vertegenwoordigen het eerste directe bewijs dat zaden en zaailingen geluiden in de natuur kunnen waarnemen.
©Wetenschappelijke rapporten
MIT-onderzoekers hebben ook hypothesen naar voren gebracht om uit te leggen hoe zaden dit kunnen doen (de wetenschappelijke gemeenschap heeft lang vermoed dat veel andere soorten soortgelijke zaden kunnen reageren op het geluid van regen): ze ontdekten zelfs dat wanneer een regendruppel het oppervlak van een plas of de grond raakt, deze een geluidsgolf genereert die de omgeving, inclusief ondergedompelde zaden, doet trillen.
In het bijzonder hebben ze vastgesteld dat deze trillingen sterk genoeg kunnen zijn om de statolieten van een zaadje, kleine organellen die gevoelig zijn voor de zwaartekracht, voldoende te bewegen om de wortels naar beneden en de stengel naar boven te richten.
Dit mechanisme is al lang bekend: statolieten zijn in feite dichter dan het celcytoplasma en kunnen bewegen en in de cel zinken, en wanneer een statoliet naar de bodem zakt, weerspiegelt zijn positie op het celmembraan de richting van de zwaartekracht en geeft aan waar de zaadwortel of scheut zou moeten groeien.
Maar wetenschappers hebben nu ontdekt dat als de statoliet wordt verplaatst, dit meer zaadgroei kan stimuleren.
Ik ging terug om het werk te onderzoeken dat in de jaren tachtig werd uitgevoerd door enkele collega’s die het geluid van regen onder water maten – zegt Nicholas Makris, eerste auteur van het werk. Als je het controleert, zul je zien dat het veel luider is dan in de lucht. Dit komt omdat water een grotere dichtheid heeft dan lucht, waardoor dezelfde druppel onder water grotere drukgolven veroorzaakt. Als een zaadje zich dus op een paar centimeter afstand van de inslag van een regendruppel bevindt, is het soort geluidsdruk dat het in het water of in de grond ervaart gelijk aan de geluidsdruk waaraan het wordt blootgesteld op een paar meter afstand van een straalmotor tijdens de vlucht.
Om te testen of geluidsgolven gegenereerd door regen de statolieten daadwerkelijk konden verplaatsen, voerden de onderzoekers experimenten uit met rijstzaden, die van nature groeien in ondiepe moerassige velden: het team dompelde ongeveer 8.000 individuele rijstzaden onder in ondiepe bakken met water en stelde delen ervan bloot aan druppelend water.
Hij plaatste de zaden natuurlijk op zo’n afstand van de druppels dat ze alleen bereikt konden worden door de geluidsgolven die ze genereren, en varieerde de grootte en hoogte van elke waterdruppel om regendruppels te simuleren tijdens lichte, gematigde en intense stormen.
©Wetenschappelijke rapporten
Resultaat? De zaden ontkiemden sneller: in de praktijk worden hun statolieten geschud, en deze beweging fungeert als een signaal voor de zaden en zaailingen, waardoor hun groei en kieming wordt gestimuleerd.
“Deze studie laat zien dat zaden geluid kunnen waarnemen op een manier die hen kan helpen overleven”, legt Makris uit. “De energie van het geluid van regen is voldoende om de groei van een zaadje te versnellen.”
De onderzoekers vermoeden ook dat het geluid van regen vergelijkbaar is met trillingen die worden gegenereerd door andere natuurlijke fenomenen zoals wind, en ze zijn van plan dit werk voort te zetten om andere natuurlijke trillingen en geluiden te bestuderen die planten kunnen waarnemen.
Aan de andere kant zijn planten – en dit is al een tijdje bekend – geëvolueerd door, om te kunnen overleven, het vermogen te ontwikkelen om prikkels uit de omgeving waar te nemen en erop te reageren: sommige soorten sluiten zich plotseling bij contact, terwijl andere zich in zichzelf opvouwen als ze worden blootgesteld aan giftige geuren. En natuurlijk reageren de meeste op licht en leunen ze naar de zon om de groei te stimuleren.
Tegenwoordig weten we dat ze de regen kunnen “voelen”: de plantenwereld wordt steeds ongelooflijker en dichter bij ons.
Het werk is gepubliceerd op Wetenschappelijke rapporten.
Bronnen: Massachusetts Institute of Technology/Wetenschappelijke rapporten
