Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Voelen planten pijn? Een inleiding over plantenneurobiologie

De geur die we associëren met vers gemaaid gras is eigenlijk een chemische noodoproep. Wat als we het konden horen? Michael Blann/iStock/Thinkstock

Er zijn maar weinig momenten die een gevoel van zomer oproepen zoals het opsnuiven van de geur van vers gemaaid gras. Voor veel mensen is het een prettig teken dat de warmere temperaturen blijvend zijn. Voor het gras duidt deze geur echter op een heel ander verhaal.

De geur die we associëren met vers gemaaid gras is eigenlijk een chemische noodoproep, een noodoproep die planten gebruiken om nabijgelegen beestjes te smeken om ze te behoeden voor aanvallen (meestal is het een belediging van insecten, maar in dit geval zijn het de messen van de grasmaaier). Dit verdedigingsantwoord roept de vraag op:Voelen planten pijn ?

Het antwoord is een beetje ingewikkeld omdat ze geen pijn voelen zoals wij mensen, maar sommige plantenwetenschappers stellen dat ze op hun eigen manier pijn kunnen voelen. Laten we eens in de plantenneurobiologie duiken om erachter te komen hoe deze meercellige organismen pijn ervaren.

Inhoud
  1. Zenuwstelsels
  2. Chemische afweer
  3. Schreeuwende komkommers
  4. Plantenbewustzijn kan echt bestaan ​​

Zenuwstelsels

Pijnperceptie wordt doorgaans geassocieerd met levende organismen die een zenuwstelsel bezitten, dat gespecialiseerde sensorische receptoren, neuronen en hersengebieden omvat die verantwoordelijk zijn voor het verwerken van sensorische informatie. Alleen hebben planten geen hersenen of zenuwstelsel, maar ze vertonen wel complexe signaal- en communicatiesystemen waarmee ze op hun omgeving kunnen reageren.

Planten gebruiken een verscheidenheid aan chemische en elektrische signalen om veranderingen in licht, zwaartekracht, temperatuur en aanraking waar te nemen. Ze kunnen ook reageren op externe prikkels door naar hen toe of van hen af ​​te groeien, hun wortel- en scheutgroei aan te passen en verdedigingsmiddelen tegen roofdieren te produceren. Deze reacties worden beheerd via ingewikkelde biochemische routes en signaalmoleculen voor planten, zoals hormonen.

Chemische verdediging

Hoewel planten op een conventionele menselijke manier niet spraakzaam zijn, gebruiken ze chemische communicatie om zichzelf te beschermen. Wanneer het gevaar toeslaat – of het nu gaat om tuingereedschap, een hongerige rups of andere levende organismen – kunnen planten hun wortels niet optillen en wegrennen. Ze moeten vechten waar ze staan. Om zichzelf te beschermen, gebruiken planten een reeks moleculaire reacties.

Deze chemische communicatie kan worden gebruikt om een ​​vijand te vergiftigen, omringende planten te waarschuwen voor mogelijke gevaren of nuttige insecten aan te trekken om de benodigde diensten te verlenen [bron:Krulwich].

Soms speelt de moleculaire verdediging van een plant een dubbele rol. Planten die cafeïne produceren, gebruiken de chemische stof bijvoorbeeld als zelfverdediging, maar het geeft bijen ook een cafeïnebuzz. De cafeïnehoudende bijen behandelen de plant alsof het een koffietentje op de hoek is, komen keer op keer terug en verlaten als betaling hun bestuivingsdiensten.

Een complex biologisch netwerk

Terwijl ze groeien, kunnen planten hun traject veranderen om obstakels te vermijden of steun te zoeken met hun ranken. Deze activiteit komt voort uit een complex biologisch netwerk dat wordt verspreid via de wortels, bladeren en stengels van de planten en dat hen helpt zich voort te planten, te groeien en te overleven. Bomen in een bos kunnen bijvoorbeeld hun familieleden waarschuwen voor insectenaanvallen.

Eén wetenschapper injecteerde dennenbomen met radioactieve koolstofisotopen; binnen een paar dagen was de koolstof van boom naar boom gestuurd totdat elke boom in het gebied van 30 vierkante meter met elkaar verbonden was. De wetenschapper ontdekte dat de volwassen bomen met het netwerk 'communiceerden' om voedingsstoffen via hun wortelsystemen te delen en nabijgelegen zaailingen te voeden totdat ze groot genoeg waren om zelf licht op te nemen [bron:Pollan].

Schreeuwende komkommers

Nu we het toch over unieke communicatiemethoden hebben, laten we eens kijken naar enkele enigszins verontrustende wetenschappelijke bevindingen.

Volgens onderzoekers van het Instituut voor Toegepaste Natuurkunde van de Universiteit van Bonn in Duitsland stoten planten gassen uit die het equivalent zijn van schreeuwen van pijn. Met behulp van een door laser aangedreven microfoon hebben onderzoekers geluidsgolven opgepikt die worden geproduceerd door planten die gassen vrijgeven wanneer ze worden gesneden of gewond.

Hoewel niet hoorbaar voor het menselijk oor, hebben de geheime stemmen van planten onthuld dat komkommers schreeuwen als ze ziek zijn, en bloemen zeuren als hun bladeren worden afgesneden [bron:Deutsche Welle]. En het zijn niet alleen komkommers die hun stem laten horen.

Gestresste tomatenplanten

Voor een onderzoek uit 2019, gepubliceerd in het tijdschrift Cell, plaatsten onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv microfoons in de buurt van tomaten- en tabaksplanten die uitgedroogd of beschadigd waren. Ze konden ultrasone geluiden detecteren die door de planten werden uitgezonden vanaf een afstand van ongeveer tien centimeter. Deze geluiden varieerden van 20 tot 100 kilohertz en konden mogelijk door bepaalde organismen op enkele meters afstand worden waargenomen.

Je zult dit geschreeuw echter niet horen als je aan het chillen bent in de woonkamer in de buurt van je favoriete basilicumplant, omdat deze geluiden voorkomen op ultrasone frequenties die buiten het bereik van het menselijk gehoor liggen. Wanneer ze worden aangepast aan frequenties die hoorbaar zijn voor het menselijk oor, lijken deze uitbarstingen van geluid, veroorzaakt door stress, op het geluid van iemand die tapdanst op een veld noppenfolie.

Hoewel deze ultrasone uitbarstingen buiten het menselijk gehoor vallen, kunnen ze mogelijk worden waargenomen door zoogdieren, insecten en andere planten in hun natuurlijke omgeving, wat aanleiding geeft tot overeenkomstige reacties.

Kauwgeluiden zetten planten in hoge staat van paraatheid

In een macabere gang van zaken zijn er ook aanwijzingen dat planten kunnen horen dat ze worden opgegeten. Onderzoekers van de Universiteit van Missouri-Columbia ontdekten dat planten de kauwgeluiden van rupsen die erop kauwen, begrijpen en erop reageren. Zodra de planten de geluiden horen, reageren ze met verschillende verdedigingsmechanismen [bron:Feinberg].

Volgens sommige onderzoekers duidt het bewijs van deze complexe communicatiesystemen – die in nood geluiden via gas uitzenden – erop dat planten een vorm van pijn kunnen voelen. Anderen beweren dat er geen pijn kan zijn zonder hersenen en zenuwstelsel om het gevoel te registreren. Maar voordat je je groentemix gaat heroverwegen, moet je weten dat je niet betrokken bent bij botanische martelingen, omdat deze planten waarschijnlijk geen pijn ervaren zoals landdieren, zeedieren of andere dieren.

Toch vermoeden steeds meer wetenschappers dat planten intelligent gedrag kunnen vertonen zonder dat ze over hersenen of bewustzijn beschikken [bron:Pollan].

Plantenbewustzijn kan echt bestaan ​​

Onderzoek heeft verrassende inzichten in het gedrag van planten aan het licht gebracht, waardoor aannames over hun mogelijkheden in twijfel worden getrokken. Planten, zoals de Mimosa pudica , kunnen worden verdoofd met stoffen als ether of lidocaïne, waardoor ze niet meer reageren op prikkels en hun elektrische activiteit onderdrukken.

Dit heeft vragen opgeroepen over de vraag of deze ‘slaap’-toestand bewustzijn of bewustzijn bij planten impliceert. Een kleine groep onderzoekers, waaronder Paco Calvo van de Universiteit van Murcia, neemt dit idee serieus.

Planten vertonen geavanceerde capaciteiten:ze voelen en reageren op verschillende omgevingsaspecten en zijn betrokken bij communicatie en complexe interacties met andere soorten. Hoewel sommige gedragingen instinctief zijn, kunnen andere wijzen op een vorm van cognitie. Calvo's werk richt zich op het identificeren van factoren die indicatief zijn voor cognitief gedrag bij planten, zoals flexibiliteit, voorspelling en doelgerichtheid.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Veelgestelde vragen over planten voelen pijn

Voelen planten pijn?
Planten hebben geen centraal zenuwstelsel, pijnreceptoren, zenuwen of hersenen, dus ze kunnen waarschijnlijk geen pijn voelen op dezelfde manier als mensen of andere levensvormen.
Schreeuwen planten als je ze afsnijdt?
Uit onderzoek blijkt dat planten een moleculaire verdediging hebben, waarbij ze een chemische stof vrijgeven die een vorm van noodoproep is als ze besneden of ziek zijn.
Maken planten geluiden als je ze eet?
Volgens onderzoek van de Universiteit van Missouri-Columbia kunnen planten zichzelf horen wanneer ze worden opgegeten. Ze reageren op kauwen door geluiden te maken en verschillende verdedigingsmechanismen in werking te stellen.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen

  • Wat is kunstmest en waarom hebben planten het nodig?
  • Wat zijn de voordelen van een bosbrand voor levende wezens?
  • Een gids voor het wandelen op Mount Shasta
  • 5 landbouwtechnologieën die de wereld hebben veranderd
  • Hoe ruimtelandbouw werkt
  • Hoe stuifmeel werkt

Bronnen

  • Deutsche Welle. "When Plants Say 'Au.'" 2 mei 2002. (1 augustus 2014) http://www.dw.de/when-plants-say-ouch/a-510552-1
  • Feinberg, Ashley. "Leuk geprobeerd, veganisten:planten kunnen zichzelf horen als ze worden opgegeten." Gizmodo. 3 juli 2014. (8 september 2014) http://gizmodo.com/nice-try-vegans-plants-can-actually-hear-themselves-b-1599749162
  • Krulwich, Robert. "Planten praten. Planten luisteren. Hier is hoe." NPR. 29 april 2014. (1 augustus 2014) http://www.npr.org/blogs/krulwich/2014/04/29/307981803/plants-talk-plants-listen-here-s-how
  • Pollan, Michael. "De intelligente fabriek." De New Yorker. 23 december 2013. (1 augustus 2014) http://www.newyorker.com/magazine/2013/12/23/the-intelligent-plant