Waarom planten intelligent zijn

Wat we van planten kunnen leren
De bezige bij, 334 pagina’s
Vertaald door Nico Groen


Onder moderne botanici heeft de idee post gevat dat planten over intelligentie beschikken en gedrag vertonen. Sommigen gaan zelfs zo ver van bewustzijn bij planten te spreken. Maar planten hebben geen hersenen of neuronen. Misschien echter zijn de elektrische signalen waarvan planten zich bedienen analoog aan neuronen. Voorstanders van plantenbewustzijn werd antropomorfisme verweten. Maar tot nog toe heeft de wetenschap geen algemeen aanvaarde definities van leven, dood, intelligentie en bewustzijn opgeleverd. Planten kunnen zich dingen herinneren maar waar ze die herinneringen opslaan weten we niet. Planten kunnen verwanten herkennen maar hoe ze dat doen weten we niet. Wat is een plant eigenlijk? Er zijn een kleine half miljoen plantensoorten en het gewicht van planten bedraagt tachtig procent van de biomassa op aarde.
Nadat een algachtige cel een blauwalg inslikte ontstond een organisme waaruit dieren en schimmels zouden evolueren en uit die blauwalg ontstonden de bacteriën. Zo’n vijfhonderd miljoen jaar geleden klommen de planten uit de oceanen en ze hadden toen al geleerd zuurstof uit kooldioxide te halen. Naar de Italiaanse filosoof Emanuele Coccia kunnen we zeggen: onze wereld is vooral wat planten ervan gemaakt hebben. Een blad is het enige dat suiker kan maken uit licht en lucht, we zijn allemaal hergebruikers en recyclen spul dat planten gemaakt hebben.

Elk dierlijk orgaan is gemaakt van suiker uit planten. En vooral de hersenen draaien op glucose. Zonder glucose stopt denken, herinneren en communicatie. Gezien de beperkte mobiliteit van planten is het een wonder dat ze zich zo wijd verspreid hebben. Een zaadje is wel eens omschreven als een ‘plant in een doosje, voorzien van een lunch’. Alles zit er al in en blijft jarenlang levensvatbaar maar als het eenmaal ergens landt en zijn eerste wortel uitsteekt, dan geeft het zijn kans op een andere locatie op en moet het alle gevaren trotseren die de locatie voor het zaadje in petto heeft. De grootste prestatie van een plant is dat hij zijn anatomie heeft gedecentraliseerd: trek er een blaadje af en er groeit een nieuw aan. En iedere piepkleine variatie dient een specifiek doel. Met andere woorden: immobiliteit is bij een plant bepaald niet hetzelfde als passiviteit.

Darwin besteedde in zijn laatste jaren vooral aandacht aan planten, samen met zijn zoon Francis. Zij ontdekten het wortelpuntje waarvan Darwin zei: “ Het is nauwelijks overdreven om te stellen dat een aldus begiftigd wortelpuntje (dat onmiddellijk weer aangroeit als het verwijderd wordt!) fungeert als de hersenen van een lagere diersoort.” Of zijn hypothese klopt is wetenschappelijk nog steeds niet bevestigd.
Wel zijn er steeds meer wetenschappers die stellen dat planten intelligente wezens zijn, in de zin dat ze meerdere soorten informatie kunnen verwerken en weloverwogen beslissingen kunnen nemen. Deze wetenschappers hebben zich verenigd in de Society for Plant Neurobiology, inmiddels omgedoopt tot Society of Plant Signaling and Behaviour. Planten hebben dan wel geen hersens of zenuwcellen maar twee van de meest voorkomende neurotransmitters in dierlijke hersenen komen ook in planten voor: glutamaat en glycine.

Communicatie impliceert zelfbesef en de notie dat er naast jou anderen bestaan. Het was de Amerikaan David Rhoades die in 1983 als eerste formuleerde dat planten en bomen feromoonstoffen inzetten om over een grotere afstand met elkaar te communiceren. Communicatie moet zeshonderd miljoen jaar geleden ontstaan zijn: om complexe levensvormen mogelijk te maken, moesten afzonderlijke cellen informatie met elkaar delen. Cellen snappen dat ze er zijn dankzij andere cellen en in een rij van drie cellen weet de derde cel dat hij de derde is. Maar hoe die cel dat weet, weten we niet. De over te dragen informatie kan elektrisch, chemisch of andersoortig zijn. Wetenschappers stelden vast dat slapende cellen een besluitvormingscentrum hebben dat op basis van verkregen informatie besluit wanneer een zaadje moet ontkiemen.
Een fraaie overpeinzing van Schlanger is de volgende (met dank aan de vertaler natuurlijk): “Zoals ‘bewustzijn’ en ‘intelligentie’ geen vastomlijnde definitie hebben, zo valt ‘communicatie’ tussen de wal van de filosofie en het schip van de wetenschap”. De schrijver definieert communicatie als datgene wat gebeurt wanneer een signaal wordt verzonden, ontvangen en een reactie uitlokt. Me dunkt, een bruikbare en feitelijke definitie. Heel nadrukkelijk betrekt ze ‘intentionaliteit’ niet in haar definitie. Overigens is die intentionaliteit inmiddels in voldoende wetenschappelijk onderzoek aangetoond en daarmee hebben we een indicator voor intelligent gedrag te pakken.

Razend interessant is het persoonlijkheidsonderzoek bij dieren en planten. Zo blijkt onder andere dat woestijnsalieplanten alleen luisteren naar genetisch verwante planten en niet naar planten waarmee ze geen genen gemeen hebben. Ook weten we inmiddels dat bomen en planten hun bladeren vies laten smaken door extra tannine aan te maken zodra ze een signaal ontvangen dat een roofdier nadert. Hoe verschillende planten de dreiging van een roofdier afwegen kan een krachtig signaal zijn van een bepaalde persoonlijkheid. Veel hieromtrent is nog onbekend en er is nog heel veel onderzoek nodig om deze raadselen op te lossen. Net als mensen bestaan planten dankzij elektriciteit. Zij reageren nadrukkelijk op aanraking. De schrikreactie van een plant waarop getrapt wordt is af te lezen met een voltmeter. Barbara Pickard ontdekte ionenkanaaltjes tussen plantaardige cellen. Het zijn geen zenuwen maar ze lijken dezelfde functies te hebben.

Zonder planten zouden zoogdieren niet hebben kunnen ontstaan en voor veel biologen is dat een keiharde aanwijzing voor de stelling dat planten over handelend vermogen beschikken. Van mens en dier weten we inmiddels hoe ze zwaartekracht ervaren (namelijk door de werking van het binnenoor). Bij planten gebeurt iets soortgelijks maar we weten nog niet hoe. Planten verwerken informatie, veel informatie zelfs maar we hebben geen idee hoe ze dat doen: hoe kan iets zonder hersenen gecoördineerd op een prikkel reageren? De Amerikanen Gilroy en Toyota hebben aangetoond dat zodra een plant ergens gesneden wordt een calciumgolf door de hele plant trekt, met een snelheid van een millimeter per seconde. Hier is echter geen sprake van zenuwen maar van een of andere vorm van celgeleiding. Maar juist omdat het functioneert als een zenuwstelsel zou je het proces als een variant daarop kunnen beschouwen. Je zou het vaatstelsel van een plant best het zenuwstelsel kunnen noemen. Hoe het ook zij, een plant ervaart een aanraking en reageert daar ook op. Is dan misschien de hele plant zijn brein?

Planten hebben een nauwe band met geluid, ze zijn gevoelig voor trillingen en frequenties. Waar elektriciteit zich met een snelheid van 0,05 meter per seconde door een plant beweegt, verplaatsen trillingen zich met een snelheid van enkele tientallen meters per seconde. Uit onderzoek is gebleken dat planten kunnen horen door te reageren op trillingen. Ook zijn er voorbeelden bekend waarvan de vorm van de bloem wordt ingezet om geluidstrillingen te detecteren. Ook plantenwortels horen op dezelfde manier geluid. Bijvoorbeeld stromend water wordt door plantenwortels opgevangen. Waarom zouden plantenwortels anders vaak in rioolbuizen inbreken? Via onderzoek is vastgesteld dat planten niet alleen dieren maar ook elkaar kunnen horen door middel van de klikgeluidjes die openbarstende luchtbelletjes in hun stengel maken. Wat we nog niet weten is of die klikgeluidjes ook intentioneel zijn. Zouden planten misschien gebruik maken van echolocatie?

Dan gaat het over herinneren. Uit onderzoek bleek dat de Nasa poisoniana zich het tijdsinterval kunnen herinneren tussen twee bezoekjes van een hommel en anticiperen op de volgende komst van hun verstuiver. Ook veranderingen in die interval blijken de planten probleemloos te verwerken. Maar hoe die planten dat doen, dat heeft de wetenschap nog niet kunnen achterhalen. Kortom: planten halen informatie uit hun omgeving, verwerken die, nemen besluiten en handelen ernaar. Ze houden met alles rekening en zetten het om in een reactie. Hoe noemen we dat? Bij mensen en dieren spreken we dan van ‘gedrag’ en ‘intelligentie’ maar bij planten vinden we dat onaanvaardbaar omdat ze geen hersenen hebben. Evolutionair gezien is herinnering een uiterst nuttige eigenschap, het helpt bij het overleven.
Nog zo iets fraais: de venusvliegenvanger, een vleesetende plant, kan tellen. Als twee sensorharen binnen twintig seconden worden aangeraakt, klapt hij dicht. Als de haren vervolgens vijf keer achter elkaar worden beroerd, weet de plant dat hij beet heeft en spuit verteringssappen in de val. Worden na het dichtklappen geen haren beroerd, dan gaat de val weer open! Ook sommige klimplanten kunnen tellen en verkeerde inschattingen ongedaan maken. Dat lukt alleen met een geheugen. Kijk maar eens naar het ronduit verbluffende gedrag van het warkruidplantje of strangle weed, dat ook blijkt te kunnen tellen. Plantfysioloog Trewavas zegt het als volgt: “Een afzonderlijke plant die miljoenen cellen bevat is een zelforganiserend , complex systeem met decentraal gezag dat ter plaatse exploitatie van de omgeving mogelijk maakt, zij het binnen de context van het volledige systeem van de plant.” Planten zijn modulair met op elke knop een meristeem dat alles kan worden wat op dat moment nodig is, gevraagd wordt, net als stamcellen. Het is welbeschouwd niet vreemd dat een zich voortbewegend dier op een andere manier informatie vergaart en verwerkt dan een sedentaire plant of boom. Centrale hersens bleken een voorwaarde voor overleven maar planten kunnen uitstekend uit de voeten met een totaal ander systeem. Herinneren en gewaarwordingen zijn intrinsiek met elkaar verbonden en op basis daarvan genomen besluiten duiden op een vorm van intelligentie.

Dat planten door middel van chemische stoffen met elkaar communiceren is inmiddels genoegzaam aangetoond. Maar ze beperken zich daarbij niet tot waarschuwingen voor naderend onheil. Ook worden soortgrenzen overschreden. Zo is uit onderzoek door Consuelo de Moraes gebleken dat als een maisplant wordt aangevreten door een rups, de plant een monster neemt van het speeksel- en braakmengsel van de rups, dat monster analyseert en vervolgens een nauwkeurig samengesteld chemisch gas laat ontsnappen waarna binnen een uur de juiste wespensoort arriveert die de rupsen doodt. Het vermogen om gereedschap te gebruiken wordt gezien als het criterium voor dierlijke intelligentie. Wat is het verschil met een plant die een wesp gebruikt om een schadelijke rups te elimineren? De plant Bitterzoet scheidt suikerzoete nectar af om mieren te werven die vervolgens behalve de nectar ook de larven van een voor de plant schadelijke bladkever opruimt. En zo zijn er talloze voorbeelden. Planten zijn geniale scheikundigen, ze kunnen voor vrijwel elke taak een chemisch stofje aanmaken. Zo zijn er orchideeën die wespen uitnodigen met hen te copuleren waardoor ze de wesp kunnen gebruiken voor bestuiving. Ook hier speelt de scheikunde de hoofdrol. Maar dat betekent wel dat er een ongelooflijk fijn afgesteld co-evolutionair systeem tussen plant en insect moet zijn ontwikkeld. Ook planten zetten hun schoonheid in om bestuivers uit te nodigen. Herfstaster en Guldenroede bloeien tegelijk en samen trekken ze veel meer wespen aan dan ieder voor zich en dat heeft alles te maken met het gele en purperen kleurenpalet dat ze samen vormen.
Overigens is inmiddels ook wetenschappelijk aangetoond dat de door de mens veroorzaakte luchtverontreiniging zeer van invloed is op de chemische communicatie van planten met hun omgeving. Die invloed is vaak ronduit desastreus en beperkt zich niet tot nadelen voor de planten maar bijvoorbeeld ook voor insecten die als bestuivers van vitaal belang zijn. Als zij hun favoriete planten niet meer kunnen vinden zullen ze als gevolg van voedselschaarste in het gedrang komen.

Ronduit verbluffend is het verhaal van de Boquila Trifoliolata die de vorm kan aannemen van bijna elke plant waar hij naast groeit. Mimicry pur sang! Maar moet een plant daarvoor niet kunnen zien? Dat planten net hun wortels kunnen zien wordt over het algemeen erkend. Maar ook de epidermis van een blad kan zien en dat zien is meer dan licht van donker onderscheiden. Blauwalgen, de voorlopers van planten, blijken een oog te hebben en de hypothese is dat ook bladeren dan planten zo’n ocellus zouden hebben. Aangetoond is dat evenwel niet, nog niet. Wel zijn er tot nu toe veertien soorten lichtreceptoren in planten aangetroffen.
Terug naar de mimicry. Het gemak en de snelheid waarmee de Boquila zijn vorm aan kan passen suggereert dat de plant zich daarbij bedient van zicht. Of is het uiteindelijk een kwestie van mrna of bacteriën? De rol van bacteriën wordt vaak onderschat. Er is een Australische termietensoort die een eencellig organisme in zijn darmkanaal heeft die op zijn beurt weer vier soorten bacteriën in het zijne heeft. De matroesjka, ook wij mensen zijn samengestelde organismen. En wij geven elk uur zeker één miljoen biologische deeltjes af. Onze cellen worden in aantallen waarschijnlijk overtroffen door onze microbiële bewoners en het zijn onze microben die bepalen hoe we denken en voelen. Het vermogen van bacteriën om genen uit te wisselen met andere bacteriën is ongekend en die overdracht is onmiddellijk en direct!

Uit onderzoek is gebleken dat planten verwanten herkennen en met hen rekening houden bij de eigen groei. Temidden van vreemde soorten groeien ze vaak agressiever en onbeheerster dan wanneer ze omringd worden door soortgenoten die ook wat zonlicht nodig hebben. De zogeheten Wet van Hamilton zegt dat verwanten elkaar helpen, zelfs als dat ten koste gaat van het eigen voortbestaan. Een zandraket zal de stand van zijn blad binnen twee dagen wijzigen zodra de plant merkt dat er een verwant onder dat blad staat. Hoe planten verwanten herkennen weten we nog niet. Onder de grond herkennen ze verwanten door chemie. Maar zeker is dat planten een sociaal leven hebben. Ook zijn er duidelijke aanwijzingen dat planten altruïstisch gedrag kunnen vertonen.

En ook in dit boek komen we weer enkele fantastische getalsgegevens tegen zoals dat er in een theelepel aarde maar liefst een miljard microben leven. En een wetenschapper telde bij een winterroggeplant maar liefst 13.815.672 wortels over een grondoppervlak dat ongeveer 130 keer zo groot was als dat van de uitlopers.

In het voorlaatste hoofdstuk over erfelijkheid lezen we over verbluffende staaltjes van ouderzorg bij planten, planten die zelf hun eigen zaad planten en overdracht van vaardigheden op volgende generaties. Planten hebben weer van hun eigen ontwikkeling en handelen daarnaar. De befaamde Schotse botanicus Tony Trewavas twijfelt niet: planten zijn intelligent en functioneren als netwerken.

Zoe Schlanger heeft een bijzonder boek geschreven met een enorme impact. Zij presenteert hier talloze onderzoeksresultaten die voor de meesten van ons, in ieder geval voor mijzelf, volkomen nieuw en buitengewoon interessant en verrassend zijn. We moeten vaststellen dat onze kijk op de flora door ordinaire onkunde en vooringenomenheid totaal maar dan ook volkomen moet worden herijkt, bijgesteld. Ja, er bestaan enorme verschillen tussen planten en dieren maar die verschillen zijn veel minder groot dan we altijd dachten. Schlanger laat zien dat we heel veel nog niet weten en dat er nog heel wat onderzoek moet worden verricht voor we met meer zekerheid uitspraken kunnen doen over planten, hun intelligentie, geheugen, sociale leven en zo voort. Maar met de onderzoeksresultaten die zij hier presenteert heeft ze in ieder geval mijn kijk op de wereld van planten volledig op zijn kop gezet. Kortom, een prachtig en onvergetelijk boek!

Enno Nuy
Oktober 2024