Dat planten kunnen zien, horen en ruiken, is al enkele jaren bekend. Maar dat ze ook geluid maken wanneer ze gestrest zijn, dat wisten we nog niet. Onderzoekers hebben deze plantaardige noodkreten nu voor het eerst waargenomen. De ontdekking is mogelijk goed nieuws voor precisielandbouw. Boeren kunnen er dan namelijk door simpelweg te luisteren achter komen welke planten water nodig hebben.
Itzhak Khait en zijn collega’s van de Universiteit van Tel Aviv in Israël ontdekten dat tomaten- en tabaksplanten voor mensen onhoorbare geluiden maken wanneer ze gestrest zijn door watergebrek of wanneer hun stengel is afgesneden.
Microfoons op 10 centimeter afstand van de planten vingen ultrasone geluiden op tussen de 20 en 100 kilohertz. Insecten en sommige zoogdieren kunnen deze geluiden volgens het team tot op een afstand van 5 meter horen en erop reageren. Zo zou een mot bijvoorbeeld kunnen besluiten haar eitjes niet op een plant te leggen die klinkt alsof ie gebrek aan water heeft. Ook zouden planten het kunnen horen wanneer andere planten een watertekort hebben en daarnaar kunnen handelen.
Van een afstandje
‘Deze resultaten kunnen het plantenrijk, dat we tot nu toe als doodstil beschouwden, in een ander daglicht zetten’, schrijven de onderzoekers in hun nog niet gepubliceerde artikel.
Bij eerdere onderzoeken op dit gebied bevestigden wetenschappers apparaatjes aan planten en namen ze vibraties op. Deze vibraties worden veroorzaakt door het vormen en knappen van luchtbelletjes in de buisjes die planten gebruiken voor watertransport – een proces bekend als ‘cavitatie’. Bij dit nieuwe onderzoek is het geluid van planten echter voor het eerst van een afstandje gemeten.
Watertekort en snijwonden
Gemiddeld maakt een door droogte geteisterde tomatenplant 35 geluiden per uur, terwijl een tabaksplant er 11 maakt. Bij het doorsnijden van stengels maakten tomatenplanten gemiddeld 25 geluiden in het daaropvolgende uur, tegenover 15 in het geval van tabaksplanten. Planten die niet gebukt gingen onder stress produceerden gemiddeld minder dan 1 geluid per uur.
De geluiden geven zelfs een indicatie van de oorzaak van de stress. De onderzoekers leerden een computermodel het verschil tussen geluiden van de plant en geluiden van wind, regen en ander lawaai in de broeikas. Het model kon op basis van de intensiteit en de frequentie van het geluid in de meeste gevallen met succes bepalen of het plantengeluid het gevolg was van watertekort of een snee. Zo blijkt dat een dorstige tabaksplant luider klinkt dan een plant met een snijwond.
Hoewel Khait en zijn collega’s alleen keken naar tomaten- en tabaksplanten, geloven ze dat andere planten ook geluid maken onder stress. In een vooronderzoek hebben ze ultrasoon geluid opgenomen van een stekelige speldenkussencactus (Mammillaria spinosissima) en het onkruid hoenderbeet (Lamium amplexicaule). Cavitatie is een mogelijke verklaring voor al deze plantaardige geluiden, zeggen ze.
Precisielandbouw
Voor boeren biedt het kunnen horen of planten dorstig zijn ‘nieuwe mogelijkheden op het gebied van precisielandbouw’, geven de onderzoekers aan. Ze voegen daaraan toe dat dit vermogen almaar belangrijker wordt naarmate door klimaatverandering meer gebieden met droogte te maken krijgen.
‘De geluiden van planten met droogtestress inzetten bij precisielandbouw kan werken als het opzetten van een opnamesysteem bij de velden niet te kostbaar is’, zegt Anne Visscher van de koninklijke botanische tuinen van Kew in het Verenigd Koninkrijk.
Ze waarschuwt dat de resultaten niet te veralgemeniseren zijn naar andere stressfactoren zoals zoutgehalte of temperatuur, omdat die misschien niet tot geluiden leiden. Daar komt bij dat er nog geen experimenten zijn uitgevoerd die laten zien dat motten of andere dieren de geluiden van planten werkelijk kunnen horen en erop reageren. Dit idee blijft voorlopig dus speculatie, zegt ze.
Ontwijkende motten
Als planten werkelijk geluid maken wanneer ze gestrest zijn, dan is cavitatie het meest waarschijnlijke achterliggende mechanisme, zegt Edward Farmer van de Universiteit van Lausanne in Zwitserland. Maar de resultaten stemmen hem sceptisch. Hij zou dan ook graag zien dat er voor meer variabelen wordt gecontroleerd.
Farmer voegt daaraan toe dat het idee dat motten naar planten luisteren en gestreste individuen vermijden ‘ietwat te speculatief’ is. Hij zegt dat er zat andere verklaringen bestaan voor waarom insecten sommige planten wel ontwijken en andere niet.