Al eeuwen zijn wetenschappers verbouwereerd door de snelheid waarmee een klein vleesetend plantje, de venusvliegenvanger, zijn bladeren sluit. Franse onderzoekers ontrafelden eindelijk het mysterie: de plant beweegt zo vlug door de elasticiteit van zijn cellen te veranderen.
Het is een makkelijk te herkennen plant: de venusvliegenvanger (Dionaea muscipula). Een stengel, met twee maanvormige vangbladeren, op elk een rij driehoekige tanden die naar je lijken te lachen. Het plantje oogt onschuldig, haast gezellig, maar toont zijn vleesetende aard zodra er een vliegje in landt: in minder dan een seconde klappen de vangbladen dicht en zit het insect vast. De snelheid waarmee de venusvliegenvanger dat doet, verbaast wetenschappers al sinds Darwin dit vraagstuk op tafel legde. Hoe kan een plant, die geen spieren heeft zoals wij mensen, zo snel bewegen?
Onderzoekers uit Marseille wisten het raadsel op te lossen. Met een reeks nauwkeurige experimenten, beschreven in het vakblad Science, toonden zij aan dat de cellen aan de buitenkant van de vangbladeren razendsnel kunnen verzachten. Dat gebeurt zodra twee of meer haartjes aan de binnenkant van de mond beweging detecteren. Het resultaat: de ‘mond’ klapt dicht, en de prooi is gevangen.
Jarenlang vermoedden biologen een ander mechanisme: zij dachten dat de venusvliegenvanger zijn vangbladeren sloot door aanpassingen in het watervervoer tussen de cellen. Dat proces, bekend als ‘osmose’, is vaak de drijvende kracht achter de beweging van planten, bijvoorbeeld als een blad zich naar de zon draait. Door water op te nemen of juist los te laten, zetten cellen uit of krimpen ze. Bij een lange rij cellen zou dat mechanisme kunnen zorgen voor het verplaatsen van een blad of stengel.
Aanvankelijk richtten de Franse onderzoekers zich ook op osmose in de vangbladeren, maar al snel bleek uit hun experimenten dat dit te langzaam verloopt: op z’n snelst zou het 30 seconden duren om de mond door osmose te sluiten, en tegen die tijd is een vlieg allang weer ontsnapt.
Op zoek naar een andere verklaring focusten de Fransen zich op de mechanische eigenschappen van de cellen. Daar stuitten ze op de oplossing: de cellen bewegen niet door watertransport, maar door een verandering in hun elasticiteit. ‘De cellen aan de binnenkant blijven stevig en staan nog onder spanning’, zegt plantkundige Roderick Bouman van de Hortus botanicus Leiden, die niet bij het onderzoek betrokken was. ‘Doordat de cellen aan de buitenkant elastischer worden, buigen die mee en klapt de mond dicht.’
De bevinding beantwoordt een oude vraag uit de plantkunde. ‘Al meer dan een eeuw zijn er verschillende hypotheses geweest’, zegt natuurkundige Yoël Forterre aan de Universiteit van Aix-Marseille en hoofdauteur van het onderzoek tegen The Guardian. ‘Het is een verrassing dat plantencellen hun mechanische eigenschappen zo snel kunnen aanpassen. Ik ken geen enkele andere plant die dit kan.’
Hoe de venusvliegenvanger op moleculair niveau de stevigheid van zijn cellen verandert, is nog niet duidelijk. De onderzoekers stellen al wel wat ideeën voor: het kan bijvoorbeeld dat signaalstoffen in de plant de omgeving van de cellen verzuurt, waardoor hun structuur verandert. ‘Dat is de vervolgvraag’, zegt Bouman. ‘Dankzij dit onderzoek kunnen mensen gerichter kijken naar signalen die de elasticiteit beïnvloeden in plaats van signalen die het watertransport sturen.’
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant