Nieuw onderzoek wijst uit dat planten slimmer en bewuster zijn dan je je kunt voorstellen

Vorige week, de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill heeft de resultaten vrijgegeven van een nieuwe studie die onderzoekt hoe planten reageren op een van de meest fluctuerende, vloeiende natuurlijke elementen waar ze mee te maken hebben:schaduw en licht. Het is, zeggen de onderzoekers, de eerste studie om een ​​mechanisme te vinden voor hoe planten kunnen overleven en gedijen als schaduwen hun zonlicht blokkeren.

De meeste planten - we komen zo op de uitzonderingen - groeien niet in omgevingen waar ze overdag een simpele "hele zon hebben, helemaal donker 's nachts" opstelling. In plaats daarvan, de bewegingen van andere planten of dieren boven je hoofd blokkeren routinematig de zon, schaduwen veroorzaken. Dit kan een groot probleem zijn.

Planten hebben het vermogen om hun fotosynthesesnelheid te verhogen en te verlagen, maar het is geen bijzonder snelle overgang. En dat levert een probleem op:als die duisternis maar tijdelijk is, en het zonlicht breekt al snel door, die plant zal traag zijn om zijn fotosynthese-efficiëntie terug te brengen naar normale niveaus. Als een plant zijn opgedreven fotosynthese te lang gebruikt in open zonlicht, het zal opbranden. Het is zoiets als iemand die zonnebrandcrème verwijdert als het bewolkt is - als de zon weer tevoorschijn komt, die persoon zal totaal onbeschermd zijn (we weten dat het een onvolmaakte analogie is, maar je snapt de essentie).

Deze studie ontdekte de methode die planten gebruiken om te bepalen of de duisternis de nacht nadert of slechts een tijdelijke schaduw. Planten kunnen niet echt zien, natuurlijk, dus gebruiken ze een eiwit genaamd RGS1 om veranderingen in licht te detecteren en de fotosynthese-efficiëntie aan te passen tot een geschikt niveau. Zonder dit eiwit de planten kunnen niet tegen veranderingen:het team gebruikte planten die genetisch gemodificeerd waren om RGS1 te missen, en tijdens schaduwrijke periodes raakten die planten in de war, uiteindelijk te veel zonlicht opnemen en verbranden.

Omdat de onderzoekers het verantwoordelijke eiwit uitvonden, ze kunnen de planten ook timen om precies te zien hoe lang het duurt voordat een plant zich aanpast. Wat ze ontdekten is behoorlijk indrukwekkend:de geteste planten hadden een stevig venster van vier minuten. Als de duisternis langer dan vier minuten bleef, de planten zouden aannemen dat de duisternis er is om op zijn minst een korte tijd te blijven, en hun fotosynthese opkrikken. Minder dan vier minuten? Geen verandering.

Een uitzondering:grassen.

De planten in de grasfamilie, waaronder veel verbouwde gewassen zoals maïs, tarwe, en rijst, heb helemaal geen RGS1. Dat komt omdat graslanden doorgaans geen grotere planten of bomen hebben die schaduw kunnen werpen, dus werken ze de hele dag door op een consistent niveau van fotosynthese.

Deze ontdekking kan van grote betekenis zijn voor de landbouw. Inzicht in de manier waarop dit eiwit werkt, kan de sleutel zijn tot het manipuleren van de fotosynthese-efficiëntie van een gewas, die de opbrengst zouden kunnen verhogen of zelfs planten in staat zouden stellen te overleven in klimaten die ze normaal niet zouden doen.