In tijden van intense stress lieten mensen soms hun angst los met een gil - en een nieuwe studie suggereert dat planten hetzelfde zouden kunnen doen.
In tegenstelling tot menselijk geschreeuw, zijn plantengeluiden echter te hoogfrequent om ze te horen, volgens het onderzoek, dat op 2 december in de bioRxiv-database werd geplaatst. Maar toen onderzoekers van de universiteit van Tel Aviv in Israël microfoons in de buurt van gestreste tomaten- en tabaksplanten plaatsten, pakten de instrumenten het ultrasone geluid van de gewassen op van ongeveer 10 cm afstand. De geluiden vielen binnen een bereik van 20 tot 100 kilohertz, een volume dat mogelijk "door sommige organismen tot op enkele meters afstand kan worden gedetecteerd", merkten de auteurs op. (De paper is nog niet door vakgenoten beoordeeld.)
Dieren en planten zouden kunnen luisteren en reageren op het stille geschreeuw van planten, en misschien ook mensen, met de juiste tools in de hand, voegde de auteur eraan toe. Het idee dat "geluiden die door droogte belaste planten maken gebruikt kunnen worden in precisielandbouw lijkt haalbaar als het niet te duur is om de opname in een veldsituatie op te zetten", Anne Visscher, een fellow van de afdeling Vergelijkende Planten- en Schimmelbiologie in de Royal Botanic Gardens in het VK, vertelde New Scientist.
Net als dieren reageren planten op verschillende manieren op stress; studies suggereren dat planten stinkende chemische verbindingen kunnen afgeven of hun kleur en vorm kunnen veranderen als reactie op droogte en beten van hongerige herbivoren. Dieren lijken deze botanische stress-signalen te herkennen en erop te reageren, en zelfs andere planten lijken de luchtgeuren op te pikken die van hun gespannen buren komen. Sommige eerdere onderzoeken hadden gesuggereerd dat planten ook op geluid reageren, maar er bleven vragen bestaan over de vraag of planten zelf detecteerbare geluiden produceren.
In eerdere studies hebben onderzoekers opnameapparaten rechtstreeks op planten aangebracht om te luisteren naar geheime geluiden in hun stelen. Bij door droogte gestreste planten ontstonden, plopten luchtbellen en veroorzaakten trillingen in het weefsel dat normaal gesproken water naar de stengels van de planten voert. Het proces, bekend als cavitatie, werd opgepikt door de aangesloten opnameapparaten, maar de onderzoekers van Tel Aviv wilden weten of plantengeluiden door de lucht konden reizen.
Daarom plaatste het team microfoons in de buurt van gestreste tomaten- en tabaksplanten in een geluiddichte doos of in een open kasruimte. De onderzoekers onderwierpen het ene gewas aan droogte en het andere aan fysieke schade (een afgeknipte stengel). Een derde ongerepte groep diende als vergelijkingspunt.
Uit de opnames bleek dat de verschillende plantensoorten verschillende geluiden maakten met verschillende snelheden, afhankelijk van hun stressor. Door droogte belaste tomatenplanten stoten gemiddeld ongeveer 35 ultrasone pieptonen per uur uit, terwijl die met gesneden stelen er ongeveer 25 maakten. Door droogte belaste tabaksplanten lieten ongeveer 11 kreten per uur horen en snijgewassen maakten tegelijkertijd ongeveer 15 geluiden. Ter vergelijking: het gemiddelde aantal geluiden dat door onaangeroerde planten werd uitgezonden, daalde tot onder de één per uur.
Gezien de variatie in geluiden tussen de groepen, vroegen de onderzoekers zich af of ze elke plant konden identificeren op basis van het kenmerkende geschreeuw. Met behulp van machine learning - een soort algoritme voor kunstmatige intelligentie - koos het team verschillende kenmerken in elke set geluiden uit en sorteerde het hun planten met succes in drie categorieën: "droog, gesneden of intact". Op een dag zouden boeren een vergelijkbare technologie kunnen gebruiken om te luisteren naar door droogte belaste gewassen in hun velden, suggereerden de auteurs.
In deze studie hebben de auteurs niet getest of planten die zijn blootgesteld aan ziekten, overmatige zoutniveaus of ongunstige temperaturen ook geluid uitstralen, dus het blijft onbekend of alle gestreste planten piepen. De onderzoekers namen echter vergelijkbare geluiden op in andere planten met snij- of droogtestress, waaronder stekelige speldenkussencactussen en henbit deadnettle-onkruid. Insecten, zoals motten, kunnen luisteren naar geluiden van gestreste planten om hun toestand te beoordelen voordat ze eieren op hun bladeren leggen, suggereerden de auteurs.
Totdat de wetenschappers observeren hoe en of motten reageren op plantengeluiden, blijft deze conclusie speculatief, voegden de auteurs toe - in feite zei een externe deskundige dat het idee misschien "een beetje te speculatief" is.
Edward Farmer, hoogleraar moleculaire biologie van planten aan de Universiteit van Lausanne in Zwitserland, vertelde New Scientist dat insecten om verschillende redenen bekend staan om hun voorkeur voor bepaalde planten en dat hij betwijfelt of overmatig geluid een van die redenen is. Bovendien hield de nieuwe studie geen rekening met geluiden die uitdrogende grond op zichzelf zouden kunnen maken, evenals andere verstorende geluiden die de microfoons van de onderzoekers mogelijk hebben opgepikt, voegde Farmer eraan toe.
