Bloeiende planten kunnen de geheime kracht hebben om te weten wanneer ze bestuivers moeten lokken.
Ze zouden kunnen fungeren als antennes voor de elektrische signalen van bijen en die signalen door de grond kunnen sturen, meldde biofysicus Daniel Robert op 6 maart in Minneapolis tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society. De ontdekking biedt een mogelijke aanwijzing voor de manier waarop bloemenburen informatie delen over wanneer nectar moet worden geproduceerd, waardoor energie wordt bespaard wanneer bestuiving veelbelovend lijkt.
Als het klapperen van de vleugels van een bij zelfs maar een klein spanningsverschil in planten veroorzaakt, zou dat ‘een interessante demonstratie van communicatie’ kunnen zijn, zegt Víctor Ortega-Jim.Ínez, een biomechanica-onderzoeker aan de Universiteit van Maine in Orono die niet bij het onderzoek betrokken was.
Onderzoekers hebben lang voorgesteld dat planten een vorm van elektrische communicatie hebben. “Dit proces omvat een uitwisseling van informatie die veel sneller is dan chemische communicatie”, zegt Robert van de Universiteit van Bristol in Engeland. Maar hoe de elektrische communicatie van planten werkt, en of deze soorten boven- en ondergronds met elkaar verbindt, blijft een raadsel.
Robert en collega’s ontdekten eerder dat hommels een positieve elektrische lading hebben, terwijl bloemen een negatieve lading hebben. Bovendien worden de stengels van petunia’s niet alleen dichter als er een bij nadert, maar verhogen hun bloemen ook hun geurproductie, wat erop wijst dat de plant bestuivers kan detecteren op basis van een contactloos elektrisch signaal.
In het nieuwe onderzoek ontwierp ecoloog Fraser Woodburn, die in het laboratorium van Robert werkt, antennes om signalen uit te zenden die de signalen nabootsen die worden geproduceerd door bijenvleugels die in een elektrisch veld fladderen. De antennes werden boven narcissen geplaatst die het team in het laboratorium had gekweekt. Het team plaatste ook stukjes metaal, of elektroden, op de bloemstelen. Door de spanningsvariatie op het oppervlak van de stengel te meten, konden de onderzoekers bepalen of de planten het signaal konden detecteren.
De resultaten suggereren dat narcisten elektrische signalen van de antennes kunnen ontvangen zonder fysiek contact met hen op te nemen. Het veranderen van de vorm van de bloem door de centrale trompet of bloembladen te verwijderen, verminderde het vermogen om signalen te ontvangen, meldt het team, misschien door het minder ‘vat’ te maken.
Vervolgens gingen de onderzoekers met het werk naar buiten, naar zijderups- en boterbloemenplanten in de tuinen van de Universiteit van Bristol. Het team bootste opnieuw de bijen na die elektrische signalen stuurden over een reeks bloemen die waren uitgerust met elektroden. Op nabijgelegen bloemen in dezelfde grond waren ook elektroden geplaatst, maar die planten waren bedekt met een metalen schild om elektrische of chemische signalen in de lucht te blokkeren.
Verrassend genoeg detecteerden de elektroden op de beschermde planten de elektrische signalen, wat erop duidde dat de planten ze ondergronds waren gepasseerd. Die signalen behielden hun kracht, zelfs op planten die verder verwijderd waren van het oorspronkelijke signaal, zoals bijen.
“Het opmerkelijke aan dit werk is dat het suggereert dat planten met elkaar kunnen praten via elektrische velden”, zegt Scott Waitukaitis, natuurkundige aan het Oostenrijkse Instituut voor Wetenschap en Technologie in Klosterneuburg.
Onderzoekers zeggen niet dat planten deze elektrische signalen gebruiken, zegt Waitukaitis, die de elektrische uitwisseling tussen objecten bestudeert. “Hoewel vergezocht, valt dit idee niet geheel buiten het bereik van de rede, en er zou zeker meer werk moeten worden gedaan om de mogelijkheden te onderzoeken.”
Biofysicus en botanicus Ingo Dreyer van de Universiteit van Talca in Chili staat sceptisch tegenover het resultaat. Elektrisch gezien heeft de vliegende bij “moeilijke tijd om ladingen uit te wisselen met zijn omgeving”, zegt Dreyer. Bovendien was het ingangssignaal in de experimenten 10 volt, terwijl het gedetecteerde signaal minder dan 20 millivolt was – vijfhonderdste van de sterkte van het origineel. Dit roept vragen op over de overdracht.
Het zwakkere, gedetecteerde signaal duidt volgens Robert op een ‘langzaam geleidend proces, maar nog steeds geleidend’. Het signaal kan ondergronds worden doorgegeven aan andere planten via elektrolyten, vochtige grond of schimmels, zegt hij. De algemene gevolgen van deze richtlijn zijn echter niet duidelijk.
De uitwisseling zou planten uiteindelijk kunnen helpen energie te besparen, zegt Robert. Het maken van nectar om bestuivers aan te trekken is duur. Het vinden van manieren om de productie te timen tot het moment waarop bestuivers aanwezig zijn, zou lonend kunnen zijn.