We gaan luisteren naar planten!

Planten onder stress, maken geluid dat voor mensen niet hoorbaar is. Maar het kan wel met apparatuur worden waargenomen en sommige dieren horen het ook. Dit biedt geheel nieuwe inzichten voor de landbouw. Dat blijkt uit een onderzoek dat op 30 maart 2023 in het wetenschappelijke blad Cell is gepubliceerd.

Het onderzoek is uitgevoerd aan de Universiteit van Tel Aviv onder leiding van professor Lilach Hadany.

De onderzoekers schrijven:

“We laten zien dat gestreste planten geluid maken dat op afstand kan worden waargenomen en geclassificeerd. We registreerden ultrasone geluiden van tomaten- en tabaksplanten in een akoestische kamer en in een kas, terwijl we de fysiologische parameters van de planten in de gaten hielden. We ontwikkelden vervolgens computermodellen die erin slaagden de fysieke toestand van de planten, waaronder uitdroging en schade, te herkennen op basis van de uitgezonden geluiden. Deze geluiden kunnen overigens ook door andere organismen worden waargenomen.
Dit werk opent perspectieven voor het begrijpen van planten en hun interacties met de omgeving. Dit kan belangrijke gevolgen hebben voor de landbouw.”

…. en ze leggen het in deze video uit:

Spervuur aan tikgeluiden

Er is al veel aan planten onderzocht en ontdekt. Als ze gestrest zijn, verkleuren planten en kunnen een beetje anders van vorm geraken, in tegenstelling tot de relaxte planten. Ze kunnen ook vluchtige stoffen uitstoten, bijvoorbeeld bij droogte of als verdediging tegen planteneters. Maar het produceren van geluid was nooit eerder onderwerp van onderzoek. Nu wel.

Er komt een moment in het leven van een plant dat ze haar top (kop) laat hangen, haar bladeren verbleken en haar lichaam een spervuur van tikgeluiden produceert, die wij niet horen. (Het lijkt op het kapot trappen van noppenfolie.) Een beetje tuinier herkent de verwelking wel als gevolg van droogte. Maar ook het verwonden van de plant kan een reeks knallen opleveren. En wie weet welke dieren daarop reageren. Of andere planten. De mens nog niet, wij horen het immers niet.

Cavitatie in het xyleem

Planten die last hebben van droogte, ondergaan cavitatie in het xyleem. Pardon? Xyleem is de naam voor het weefsel van planten, waarin water (en opgeloste mineralen etc.) wordt getransporteerd. Dat gebeurt door onderdruk. Als water uit de bladeren verdampt, dan wordt de druk daar minder en stroomt er vanzelf nieuw vocht toe. Cavitatie is een verschijnsel dat luchtbelletjes ontstaan, uitzetten en in elkaar klappen. We hebben er mee te maken als we water koken. In normale omstandigheden kookt water bij 100^o C, bellen ontstaan en storten in elkaar – het water raast. Maar op een hoge bergtop, waar de luchtdruk lager is, “kookt” het water bij lagere temperatuur. En zoiets gebeurt dan ook in de plant. In het xyleem ontstaan belletjes die vervolgens in elkaar storten en zo trillingen veroorzaken. Dat is geluid. En dat is op te nemen.

Bio-akoestiek

Aangezien recent is aangetoond dat planten ook reageren op ontvangen geluid, is het een interessant gegeven hoe dieren en andere planten reageren op het plantengeluid. Dus is het de vraag of planten met hun geluid een boodschap uitzenden waar andere planten baat bij kunnen hebben. Informatie-uitwisseling. Het geluid dat een plant voortbrengt draagt enkele meters ver. Zowel in de akoestische kamer als in de kas. En het bevat inderdaad akoestische informatie, zo hebben de onderzoekers geconstateerd, want er is een verschil in tikpatroon.
“Deze resultaten tonen het potentieel van de bio-akoestiek van planten aan. Het suggereert dat het uitstoten van akoestische signalen een belangrijke rol kan spelen in ecologie en in de evolutie. En het kan meteen dienen om het welzijn van de plant in de landbouw te bewaken.”

Er werden drie situaties onderzocht: planten die in goeden doen zijn (de referentie), planten die geen water krijgen en planten die gesnoeid zijn. Het werd in eerste instantie gedaan voor tomaten en tabak. Toen hierbij werd vastgesteld dat ze inderdaad geluid maakten, werden ook tarwe, mais, druif, hoenderbeet en tepelcactus onderzocht. En ja, ook die maken geluid. Opmerkelijk is dat bijvoorbeeld als de droogte langer duurt, er meer geluid wordt gemaakt. Het lijden neemt toe, de stress groter.

Je kan natuurlijk een vochtigheidsmeter in de grond duwen, dan zie je ook of de aarde te droog is of niet. Zo reageerde een Nederlandse wetenschapper op het nieuws. Kinnesinne. Want daar gaat het in dit onderzoek niet om. Het gaat er om dat (a) het geluid is geregistreerd en (b) dat het per situatie een ander geluid is. Kortom er moet nog veel meer onderzoek worden gedaan. Wie weet welk geluid een kool voortbrengt als hij wordt belaagt door rupsen van het koolwitje. En horen de andere kolen dat?

Lees het hele verslag hier [PDF].

Hoewel nog niemand oren aan een plant heeft ontdekt, gaan de onderzoekers nu bekijken of andere planten en dieren op het geluid reageren.

Plantendisco

Ooit trad kunstenaar Sjef Meijman met zijn plantendisco op bij De Wereld Draait Door – dat was in de tijd voor Matthijs van Nieuwkerk als presentator in beeld kwam, vermoedelijk 2008. (De beelden staan niet op Internet.) Menigeen vond Sjef een malloot, maar hij was zo gek nog niet: dit onderzoek werpt daar immers een nieuw licht op. Hetzelfde geldt voor onze eigen Maartje die als kind geen taugé wilde eten omdat ze dat zo zielig vond voor die baby-plantjes. Waarvan akte.

PS We kennen Sjef goed. We zaten beiden in het bestuur van de Vereniging Het Nederlandse Bonte Bentheimer Landvarken en waren bij een of twee projecten betrokken, onder andere de varkens die de Japanse Duizendknoop in Oosterbeek bestrijden.

Er is meer plantengedrag dan we denken:
Boon zoekt staak – over het gevoel van planten
Verdedigingssysteem van planten
Planten en klimaatverandering
Hormoon regelt microbengroei rond plantwortels
Zandraket spoort mijnen op