Het wordt misschien niet gedefinieerd door acne en stemmingswisselingen, maar planten maken feitelijk hun eigen soort puberteit door. Het wordt de overgang van vegetatie naar voortplanting genoemd, en dit gebeurt slechts over een paar dagen. Planten vertragen hun bladgroei om in plaats daarvan voortplantingsorganen te ontwikkelen.
Nu heeft een team van wetenschappers de genetische veranderingen geïdentificeerd die verband houden met de reden waarom planten deze ontwikkelingsveranderingen in verschillende snelheden ondergaan. De ontdekking werd gedetailleerd beschreven in een onderzoek dat in augustus 2024 werd gepubliceerd Plantencel.
[Related: Build a garden that’ll have pollinators buzzin’.]
“In sommige opzichten lijken de groei van planten en mensen erg op elkaar: elk ervaart groei op zijn eigen unieke manier”, zegt Daphne Ezer, co-auteur van het onderzoek en computationeel bioloog aan de Universiteit van York in Engeland, in een verklaring. “Onze studie bracht specifieke genetische veranderingen aan het licht die de timing van plantontwikkelingstransities zouden kunnen controleren, wat de weg vrijmaakt voor toekomstige verbeteringen in de uniformiteit en kwaliteit van het gewas.”
De dramatische fysieke veranderingen tijdens dit puberteitachtige proces zijn belangrijk voor zowel boeren als consumenten. Het initieert een proces waarbij voedingsstoffen uit de bladeren worden omgeleid naar de voortplantingsorganen van de plant. Deze voedingsstoffen komen uiteindelijk terecht in de vruchten en granen van de plant.
Voor dieren betekent een tijdige plantontwikkeling dat voedsel voedzamer is. Boeren hebben geprobeerd gewassen zo uniform mogelijk te veredelen – maar net als bij mensen vindt de puberteit bij individuele planten op verschillende leeftijden plaats.
Om de factoren die de timing van deze transitie beïnvloeden nader te bekijken, groeide het team in dit nieuwe onderzoek Arabidopsis thaliana. Dit type wilde mosterd lijkt het meest op Brassica-gewassen, waaronder broccoli en kool. Geselecteerde ploeg Arabidopsis thaliana omdat de soort meerdere generaties lang is gekruist om een vrijwel genetisch identieke groep zaden te creëren. De planten werden gekweekt in omstandigheden waarbij de bodem, temperatuur, vochtigheid en licht zo consistent mogelijk waren.
Zelfs onder deze sterk gecontroleerde omstandigheden in het laboratorium begonnen de planten op verschillende dagen tekenen van hun ontwikkelingstransitie te vertonen. De planten hadden allemaal dezelfde chronologische leeftijd, maar bevonden zich op verschillende punten op weg naar de “puberteit”.
Toen ongeveer de helft van de planten de transitie had doorgemaakt, mat het team hun genetische activiteit. De onderzoekers gebruikten RNA-sequencing en een pseudo-tijdinferentie-algoritme op de bladeren om specifieke genetische veranderingen vast te stellen die correleerden met de timing van deze ontwikkelingsverandering. Meer onderzoek naar deze veranderingen zou kunnen leiden tot een beter begrip van wat er achter de schermen gebeurt om de ‘puberteit’ teweeg te brengen.
[Related: These meat-eating plants are masters of deception.]
Het team merkte ook op dat de planten begonnen met het doden van hun bladeren voordat zichtbare voortplantingsstructuren zichtbaar werden.
“Interessant genoeg ontdekten we ook dat planten zelfs eerder voedingsstoffen van hun bladeren naar hun bloemstructuren beginnen af te leiden dan we hadden verwacht,” zei Ezer. “Om de voedingswaarde van gewassen te vergroten, moeten boeren mogelijk aandacht besteden aan deze verborgen processen die plaatsvinden lang voordat er zichtbare tekenen zijn van de overgang van vegetatie naar voortplanting.”