Waarom groeit een wortel naar beneden?

Hoe je ook een zaadje in de grond legt, de wortel groeit naar beneden. Dit is een fenomeen dat wetenschappers al eeuwen bezighoudt. Onlangs is er een ontdekking gedaan die het weer ietsje duidelijker maakt. Maar er blijven genoeg vragen over.

Beste meneer,” schreef botanicus Thomas Andrew Knight in 1806. “Het kan de meest onoplettende waarnemer van vegetatie nauwelijks ontgaan zijn dat, in welke positie een zaadje ook geplaatst wordt om te ontkiemen, de kiemwortel altijd een poging doet om af te dalen naar het middelpunt van de aarde.”

Kort antwoord

Het antwoord is in een notendop: de plant stuurt een groei(remmend) hormoon naar het laagste punt, waardoor de bovenkant “sneller” groeit en omhoog gaat, dan wijst de onderkant vanzelf naar beneden.

Gravitropie

Gravitropie heet het verschijnsel dat de groei van planten wordt beïnvloedt door de zwaartekracht (de andere naam luidt gravitatiekracht). Om meneer Knight te beantwoorden: wetenschappers van de Albert-Ludwigs-Universität Freiburg hebben ontdekt dat de plant een fysiologische reactie heeft op een verandering in de zwaartekracht.

Wortelmutsje

De punt van een wortel wordt, in het Nederlands, wortelmutsje genoemd. Waarom? Omdat er speciale cellen rondom de top van het groeipunt van de wortel liggen. Die cellen heten statocyten. En statocyten bevatten statolieten, in zwaartekracht gespecialiseerde delen van de cel – we proberen het eenvoudig te houden – waarin een of meer zetmeelkorrels zijn opgenomen. Deze korrels willen graag op de bodem liggen. Dus in de punt van de wortel liggen “zware” zetmeelkorrels.

Hoek van 90 graden

De onderzoekers kantelden een plant met 90 graden, dus in een hoek, van verticaal naar horizontaal. Daardoor lag de wortel opeens horizontaal. En de zetmeelkorrels die op de bodem, in de punt van de wortel lagen, lagen nu niet meer op het laagste punt. Daar wilden ze wel weer naar toe. De onderzoekers ontdekten dat de plant een specifiek eiwit met de naam LZY aanmaakte. LZY lift mee met de zetmeelkorrels die naar het nieuwe laagste punt “rollen”. LZY zet ook het eiwit PIN3 in beweging, dat het groeihormoon auxine vervoert. Zo komt auxine aan de (nieuwe) onderkant en remt daar de groei.

Auxine

Iets buigt, als de bovenkant omhoog wil. Dus op deze manier wijst de wortelpunt op een gegeven moment weer naar beneden. Bovengronds doet auxine het omgekeerde. Het hoopt op aan de schaduwzijde van een blad en geeft dat een groeispurt, zodat het blad richting het licht buigt.

Het is een kleine ontdekking, maar verklaart al veel. Nu maar onderzoeken hoe lang je op LZY kan meeliften, hoe het komt dat dit eiwit wordt aangemaakt, enzovoorts. Bij woekeraars als zevenblad wijzen de wortels niet (erg) naar beneden. Deden ze het maar….

De aanleiding voor dit artikel was een bericht in The Scientist. En we danken onderzoeker Sophie Farkas in het bijzonder, die ons haar hele artikel, dat in Current Biology 33, R1222–R1245, December 4, 2023 was gepubliceerd en achter de betaalmuur van Elsevier stond, stuurde.

Plaats een reactie