Een uiterst nauwkeurige, driedimensionaal onderzoek van 21 verschillende soorten bomen heeft een tot nu toe onbekende cyclus van subtiele bladerbewegingen tijdens de nacht aan het licht gebracht. Dergelijke 'slaapcycli' verschilden van soort tot soort. Detectie van afwijkingen in nachtelijke bewegingen kan een toekomstig diagnostisch hulpmiddel worden om stress of ziekte in gewassen aan het licht te brengen.

Een van de belangrijkste processen die het leven op aarde in stand houden, is het transport van water van de grond naar de bladeren, waar fotosynthese plaatsvindt. Het proces fascineert wetenschappers al eeuwen, en wordt nog steeds besproken in de plantenfysiologie. Wetenschappers zijn het er in het algemeen over eens dat watertransport wordt aangedreven door licht, en vindt bijgevolg plaats in cycli van 24 uur.

De nachtelijke beweging van bladeren is algemeen bekend bij boomsoorten van de vlinderbloemigenfamilie, maar pas onlangs werd ontdekt dat sommige andere bomen hun takken ook 's nachts tot 10 centimeter laten zakken en dan' s ochtends terug. Deze takbewegingen zijn langzaam en subtiel, en zijn 's nachts moeilijk met het blote oog te identificeren. Echter, aards laseraftasten, een 3D-landmeettechniek ontwikkeld voor het nauwkeurig in kaart brengen van gebouwen, maakt het mogelijk om de exacte positie van takken en bladeren te meten. Deze techniek is recent gebruikt om bewegingen in de takken van berken onder veldomstandigheden te demonstreren.

Toen een team van onderzoekers uit Denemarken en Hongarije het experiment herhaalde door 22 individuele boom- en struiksoorten bij elkaar te brengen en ze 's nachts onder strikt gecontroleerde omstandigheden te scannen, ze waren verrast:"We ontdekten een voorheen onbekende periodieke beweging van maximaal één centimeter in cycli van twee tot zes uur. De beweging moet verband houden met variaties in waterdruk in de planten, en dit betekent in feite dat de boom aan het pompen is. Watertransport is niet alleen een stationaire stroom, zoals we eerder veronderstelden, " zei postdoc András Zlinszky van de Universiteit van Aarhus, afdeling Eco-informatica &Biodiversiteit.

Pulsen van beweging

Alle bomen vertoonden tijdens het experiment een soort tak- of bladbeweging van enkele centimeters. Echter, de nachtelijke cyclus van 12 uur van neerlaten en terugkeren naar de startpositie werd slechts bij zeven van de onderzochte soorten waargenomen. De resultaten onthulden dat sommige bomen "slaapperioden" hebben die korter of langer zijn dan 12 uur, en andere vertonen een langzame continue beweging in één richting, waarschijnlijk door ziekte of veroudering.

De meest opvallende bevinding was dat alle bestudeerde planten gedurende de nacht pulsen van minuutperiodieke beweging vertoonden. Dit viel vooral op bij de magnoliaboom, die drie volledige cycli van op en neer beweging van takken of bladeren in één nacht voltooide. Hoewel de gemeten kroonverplaatsing slechts ongeveer 1 centimeter was, de wetenschappers zijn ervan overtuigd dat dit geen meetfout is.

Kortdurende plantbewegingen worden veroorzaakt door veranderingen in de waterdruk in weefsels. Algemeen wordt aangenomen dat watertransport in bomen plaatsvindt als een stationair proces zonder snellere variaties dan de dag- en nachtcyclus. De nieuwe bevindingen suggereren dat kortetermijnveranderingen in watertransport en weefseldruk wijdverbreid zijn.

Interessante perspectieven

Waarnemingen van nauwelijks waarneembare fluctuatie in stamdiameter werden eerder afgedaan als ruis. Echter, zo'n geluid zou wel eens het gevolg kunnen zijn van een tot nu toe onbekend watertransportmechanisme in planten, waardoor op korte termijn veranderingen in het stamvolume en de waterdruk ontstaan. De exacte rol en het mechanisme van dit proces moeten worden bestudeerd met verdere specifieke experimenten, maar deze bevindingen dagen zeker het wijdverbreide beeld van bomen als statisch, passieve organismen.

Het bredere perspectief van de resultaten is interessant:"Wij zijn van mening dat detectie van afwijkingen van nachtelijke bewegingen een efficiënt diagnostisch hulpmiddel zou kunnen worden om stress of ziekte in gewassen aan het licht te brengen. Dit zou openstaan ​​voor vroege interventie, wat niet alleen kostenefficiënt maar ook milieuvriendelijker is, " zei Anders S. Barfod, Universitair hoofddocent aan de Universiteit van Aarhus, Afdeling Eco-informatica &Biodiversiteit.