Maandagmiddag, het zevende lesuur. In mijn 3 havo-klas bespreken we de zintuigen. Voorin de klas zwaait een leerling driftig met haar hand. Als ze de beurt krijgt vraagt ze me of planten ook kunnen zien of horen. Er wordt gegrinnikt en haar buurman zegt: “Nee natuurlijk niet, sufkop. Planten hebben toch helemaal geen oren of ogen?” Waarop de eerste leerling gevat antwoordt: “En hoe kunnen planten dan naar het licht toegroeien; dan moeten ze toch zien waar het licht is?” Glimlachend geef ik haar gelijk, en ik begin te vertellen…

We staan er niet zo vaak bij stil, maar planten hebben inderdaad zintuigen, net als dieren en mensen. Door goede waarneming van de buitenwereld en te reageren op diverse prikkels, vergroten zij hun overlevingskansen. En hoewel planten geen gespecialiseerd zenuwweefsel hebben, wordt er heel wat waargenomen in de gemiddelde paardenbloem, brandnetel en grasspriet. De gele dovenetel (Lamiastrum galeobdolon) is dus niet zo slechthorend als zijn naam doet vermoeden, de stinkende gouwe (Chelidonium majus ) moet van tijd tot tijd stevig balen van zijn lichaamsgeur, de zwaluwtong (Fallopia convolvulvus) proeft regelmatig zijn omgeving, het ruw vergeet-mij-nietje (Myosotis ramosissima) voelt zich meer dan eens eenzaam en de rode ogentroost (Odontites vulgaris) kan zelfs kleuren onderscheiden.

Odontites vulgaris

Odontites vulgaris

Licht
Laten we inzoomen op de prikkel licht. Kunnen planten deze onontbeerlijke prikkel, noodzakelijk voor fotosynthese, eigenlijk zien? Voor bijna alle planten is een plekje in het licht één van de eerste levensbehoeften (gezien de staat van enkele van mijn kamerplanten heb ik overigens niet voor iedere plant de plek met de optimale lichtintensiteit uitgekozen, maar dat is een ander verhaal). Om voldoende licht op te kunnen vangen, kunnen planten niet hun boeltje bij elkaar pakken om een lekker zonnig plekje op te zoeken, weg uit de schaduw van die enorme beukenboom die met zijn bladeren al dat broodnodige licht wegfiltert. Ze zullen creatief moeten omgaan met de middelen die ze hebben om onder die boom uit te komen. De eerste stap daarin is ontdekken dat ze in de schaduw staan. Oftewel: erachter komen waar het licht dan wel te vinden is.

Het bladerdak ontwijken
Ontdekken dat ze in de schaduw staan doen planten met behulp van een zintuig dat gevoelig is voor rood licht. Het is een fotoreceptor uit de familie van fytochromen. Fytochromen bevatten een lichtgevoelig eiwit dat onder invloed van bepaalde kleuren licht kan veranderen van vorm. In de inactieve vorm (Pr) kan het eiwit fotonen van 660 nm (rood licht) absorberen. Wanneer dat gebeurt, verandert het eiwit naar de actieve vorm Pfr. Deze actieve vorm is bijna niet gevoelig voor rood licht, maar wel voor zogenoemd ver rood licht met een golflengte van 730 nm. Planten die groeien in de schaduw van andere planten, zullen weinig licht opvangen. De bladeren van de woudreus boven hen absorberen bijna al het licht in hun chlorofyl, behalve groen licht (dat ze terugkaatsen, vandaar de groene kleur van de bladeren) en ver rood licht. Dit laatste komt terecht op de fytochromen van de planten die onder de boom groeien en zorgen daar voor de omzetting van Pfr in Pr. De afname van de actieve vorm van het eiwit zorgt voor een snelle groei van de stengel en houdt de ontwikkeling van nieuwe bladeren tegen. Alle energie van de plant gaat naar de snelle lentegroei; de plant probeert op deze manier onder het bladerdak uit te groeien. Als dit niet lukt, zit er nog maar een ding op: snel gaan bloeien zodat de genen van de plant in ieder geval kunnen worden doorgegeven, terwijl de plant zelf een donkere dood sterft…

Spinazie is een langedagplant. Wist je dat een langedagplant een kortenachtplant is?

Spinazie is een langedagplant. Wist je dat een langedagplant een kortenachtplant is?

Korte- en langedagplanten
Het bloeimoment van een plant wordt ook deels geregeld door fytochroom. Het is voor planten van belang om te ‘weten’ wanneer de beste tijd is om te bloeien. Er bestaan kortedagplanten, die vooral bloeien in het voorjaar en langedagplanten, die in de zomer bloeien (zoals je ziet zijn biologen simpele mensen; ze bedenken namen die direct te begrijpen zijn, ook voor de intellectueel uitgedaagde medemens). De derde groep is de groep planten die onafhankelijk van de daglengte bloeit (daar hebben biologen dan weer geen pakkende naam voor bedacht). Daglengte in planten wordt gemeten door fytochroom. Als de dagen langer worden, is er in de planten meer fytochroom in de actieve vorm (Pfr) aanwezig zijn. In kortedagplanten zorgt dit Pfr voor remming van de bloei, terwijl het Pfr in langedagplanten de bloei juist stimuleert. Hierdoor bloeien planten in de voor hen meest gunstige tijd, met de meeste kans op bestuiving door wind of insecten, of een grotere kans op vruchtontwikkeling omdat het zonlicht boven hen nog niet wordt tegengehouden door de bladeren van grote bomen.

“De planten in onze tuin lijken fototropisme tot kunstvorm verheven te hebben, gezien de breakdance-achtige houdingen die ze elke zomer weer aannemen in een ultieme poging om onder de schaduw van de grote kastanjeboom van de buren uit te groeien”

Blauw licht
Maar planten “zien” niet alleen rood licht. Ze bevatten ook andere fotoreceptoren, zoals cryptochroom, dat gevoelig is voor blauw licht. De precieze paden waarlangs cryptochroom werkt zijn tot nu toe nog niet opgehelderd, maar het lijkt erop dat wanneer cryptochroom wordt blootgesteld aan blauw licht, het veranderingen in genexpressie veroorzaakt. Dit heeft tot gevolg, dat de aanmaak van het groeihormoon auxine wordt geremd. Auxine zorgt o.a. voor celstrekking: een proces waarbij plantencellen extra water opnemen in hun vacuolen, waardoor ze vooral in lengte toenemen. Daarnaast stimuleert auxine de aanmaak van nieuwe cellen en daarmee de groei van de plant (tenminste van de bovengrondse delen). Door een ongelijke verdeling van auxine in de plant (aan de lichtzijde van de plant wordt de aanmaak immers geremd door de activiteit van de cryptochromen), wordt de plant aan de schaduwzijde snel langer, terwijl de lichtzijde wat achterblijft. Hierdoor buigt en groeit de plant naar het licht toe, iets wat ook wel fototropisme wordt genoemd. De planten in onze tuin lijken fototropisme tot kunstvorm verheven te hebben, gezien de breakdance-achtige houdingen die ze elke zomer weer aannemen in een ultieme poging om onder de schaduw van de grote kastanjeboom van de buren uit te groeien. Ze groeien schuin, in bochten en soms bijna horizontaal weg van de donkere plaatsen. Snoeien van de kastanjeboom helpt maar tijdelijk; ook in deze grote knoest zitten fotoreceptoren die zijn takken en bladeren in de richting van het felbegeerde licht laten draaien en groeien.

Kijk maar uit. Misschien houdt jouw geranium je in de gaten!

Kijk maar uit. Misschien houdt jouw geranium je in de gaten!

Naast cryptochromen zijn er nog andere fotoreceptoren die gevoelig zijn voor blauw licht, zoals fototropinen en zeaxanthinen. Fototropinen zijn onder andere verantwoordelijk voor de verplaatsing van bladgroenkorrels binnen de cel in de richting van het licht. Door bladgroenkorrels naar de lichtzijde te verplaatsen, wordt het fotosyntheserendement verhoogd. Bij hoge tot zeer hoge lichtsterktes verhuizen de bladgroenkorrels juist van het licht weg; waarschijnlijk om schade van de korrels te voorkomen. Dit zou erop wijzen dat fototropinen niet alleen de kwaliteit (kleur) van het licht, maar ook de intensiteit van dat licht kunnen meten. Zeaxanthinen zijn vooral te vinden in de cellen rondom de huidmondjes van planten. Wanneer blauw licht op deze fotoreceptoren valt, veroorzaken zij het openen van de huidmondjes. Hierdoor kan koolstofdioxide, nodig voor de fotosynthese de plant binnenkomen.

De perfecte positie
Door het waarnemen van licht door de verschillende receptoren, en de reacties die dit teweeg brengt in de weefsels, zijn planten dus continu bezig om zich zo te positioneren, dat ze optimaal kunnen profiteren van hun omgeving. Ook zonder zenuwen en hersenen zijn planten intelligenter dan we in eerste instantie zouden denken. Ze houden hun omgeving nauwkeurig in de gaten. Sterker nog: misschien word je op dit moment wel scherp geobserveerd door de ficus in de hoek of de sanseveria op de vensterbank. Dus pas op je tellen en knipoog eens vriendelijk tegen de bos tulpen op tafel. Je weet nooit waar het goed voor is.

Over Noor
Noor Fiers is docent biologie en NLT op een middelbare school in Brabant en nu dus ook een beetje een tv-ster. Ze is gek op sciencefiction, spannende boeken en boeken over wetenschap. Ze raakt niet uitgepraat over biologie en onderwijs en twittert daar ook graag over. Naast elektronisch gekwetter is ze graag buiten om naar de tweets van echte vogels te luisteren en te genieten van de wondermooie wereld om ons heen. Lees ook eerdere artikelen en blogs van haar op Scientias.nl.