Hoe weten planten waar het licht vandaan komt?

Beeld: Arabidopsis thaliana Credit: Shutterstock

Weten waar het licht vandaan komt, is van levensbelang voor veel planten. Dankzij die vaardigheid kunnen ze hun stengels of bladeren naar een lichtbron draaien, meer zonnestralen opvangen dus, en die vervolgens omzetten in energie via fotosynthese. Dit fenomeen heet fototropisme en stelt planten in staat om optimaal gebruik te maken van lichtenergie.

De receptor die verantwoordelijk is voor het herkennen van een lichtbron is al lang bekend, de precieze werking ervan iets minder. Zwitserse onderzoekers beschrijven nu in het vakblad Science een toevallige observatie die het mysterie van de ‘plantenogen’ verder helpt ontrafelen. De vorsers ontdekten in hun collectie Arabidopsis thaliana, een populaire modelplant in het lab, een vreemde vogel: een zaailing met een transparante stengel die in tegenstelling tot zijn compagnons geen interesse toonde in de aanwezige lichtbron.

De wetenschappers ontdekten dat het natuurlijke melkachtige uiterlijk van de stengels van jonge wilde planten in feite te wijten is aan de aanwezigheid van lucht in kanalen in verschillende weefsels. In het gemuteerde exemplaar is de lucht vervangen door een waterige vloeistof, waardoor ze er doorschijnend uitziet.

Minstens een deel van het antwoord op de vraag hoe planten licht waarnemen, is dus te vinden in die kanalen. De met lucht gevulde kanalen stellen de lichtgevoelige stengel in staat om veranderingen in lichtintensiteit, een lichtgradiënt, te creëren die door de plant kan worden ‘gelezen’. De plant kan zo de oorsprong van de lichtbron bepalen. Dit fenomeen is het gevolg van de verschillende optische eigenschappen van lucht en water: ze hebben verschillende brekingsindexen. Dit leidt tot lichtverstrooiing wanneer het door de plant gaat. Je neemt dit fenomeen ook waar wanneer je een prachtige regenboog staat te bewonderen.

De wetenschappers ontdekten verder ook nog dat de met lucht gevulde kanalen nog functies hebben. Ze bevorderen onder andere de gasuitwisseling en voorkomen dat planten ‘verdrinken’ in geval van overstroming.

Bron: Universiteit van Lausanne, Zwitserland