Ook bomen blijken ‘s nachts aan fysieke verandering onderhevig. Bekent dat dat bomen slapen? In ieder geval vertonen ze een dag-nachtritme en lijken op kleinere planten, waarin al eerder een ritme gevonden werd.
Het dag-nachtritme van de bomen werd ontdekt door een Europees onderzoeksteam. De onderzoekers zagen dat de uiteinden van berkentakken gedurende de nacht maar liefst 10 centimeter zakken.
‘Het effect is heel duidelijk en over de gehele boom aanwezig’, vertelt András Zlinszky van het Centrum voor Ecologisch Onderzoek in Tihany, Hongarije, een van de deelnemende onderzoeksinstituten. ‘Niet eerder werd er een ritme gevonden van de boom als geheel, ondanks dat de beweging van de takken gedurende de nacht zo groot blijkt.’
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Zlinszky en zijn collega’s volgden het bewegen van bomen in Oostenrijk en Finland tussen zonsondergang en zonsopgang. Ze scanden de bomen met behulp van laser. De tijd die laserstralen nodig hebben om vanaf de takken en bladeren te weerkaatsten, gebruikte de onderzoekers om de beweging van de boom te meten, in drie dimensies en met een resolutie van een centimeter.
‘Alle voorgaande studies betroffen kleinere planten’, vertelt Eetu Puttonen van het Fins Landmeetkundig Instituut in Masala, dat ook aan het onderzoek meewerkte. ‘Niet eerder werden volgroeide bomen in hun natuurlijke omgeving onderzocht.’
In één nacht tijd scande het team een Finse en een Oostenrijkse boom. Van de Finse boom werden 11 scans gemaakt, ongeveer elk uur één, van de Oostenrijk 77, ongeveer één per 10 minuten. Puttonen vertelt dat de onderzoekers ervoor kozen om laserscans te maken in plaats van foto’s, omdat het licht van een foto het ritme van de bomen zou kunnen verstoren.
Bron: Technische Universiteit Wenen
De scans werden gemaakt tijdens een nacht rond de zonnewende. Als de zon namelijk loodrecht boven de evenaar staat, is het overal op aarde precies 12 uur licht en 12 uur donker en is een nacht in Oostenrijk even lang als die in Finland. Bovendien moest het tijdens de metingen windstil zijn, zodat de stand van de takken niet door de wind beïnvloed werd. ‘Zo weten we zeker dat het bewegen van de takken niet door een andere factor verklaard kan worden dan door het dag-nachtritme’, vertelt onderzoeker Norbert Pfeifer van de deelnemende Technische Universiteit Wenen in Oostenrijk.
Turgordruk
Het hangen van de takken en bladeren zou een gevolg kunnen worden zijn van de afname van de waterdruk in de cellen van de boom, de turgordruk. ‘Als die turgordruk afneemt, worden de takken en bladeren slapper en gaan ze hangen’, zegt Zlinszky.
De turgordruk is op zijn beurt weer afhankelijk van fotosynthese, een proces waarbij planten koolstofdioxide en water omzetten in suiker en zuurstof. Aangezien er zonder licht geen fotosynthese kan plaatsvinden, zouden de takken en bladeren gaan hangen als het donker is, vertelt Zlinszky.
Een alternatieve hypothese is dat bomen hun takken ’s nachts laten rusten. Overdag zouden de takken en bladeren omhoog reiken, om zo min mogelijk in elkaars schaduw te staan en zo veel mogelijk licht te vangen. Dat uitstrekken kost een boom veel energie, die ’s nachts gespaard zou kunnen worden omdat het dan toch donker is.
Of het hangen van de takken ‘s nachts nou een gevolg is van het beschikbare licht en de daarvan afhankelijke druk of juist een teken van een actieve dag-nachtcyclus, dat moet nog blijken, zegt Zlinszky.
Het onderzoeksteam wil zich nu gaan focussen op andere boomsoorten en onderzoeken of ook die ‘slapen’. ‘Ik heb er vertrouwen in dat dat we dit fenomeen ook in andere bomen gaan terugvinden’, zegt Zlinszky. Populieren en kastanjebomen zouden het ideale onderzoeksobject zijn. Van die soorten kennen we het hele genoom. Experimenten met die bomen zouden het verband tussen genen die met een dag-nachtritme geassocieerd worden en hun gedrag kunnen ophelderen.
Robertson McClung, zelf onderzoeker op het gebied van ritmiciteit aan het Dartmouth College in Hanover, New Hampshire, waardeert het werk van zijn collega’s. ‘De meeste onderzoeken naar dag-nachtritme in bomen gaan over het ritme in genexpressie in cellen van de bomen’, vertelt McClung. ‘Deze studie biedt een nieuwe methode om individuele bomen te bestuderen. Bovendien laat de studie zien dat een dag-nachtritme ook bestaat in de vrije natuur.’
Watertransport
McClung vertelt dat in in zonnebloemen dag-nachtritmiciteit in verbrand wordt gebracht met het vermogen van de bloemen om water door hun steel te transporteren. ‘De toevoer van water zou ook ten grondslag kunnen liggen aan het ritme dat de onderzoekers rapporteren’, zegt McClung. Om de mechanismen te ontrafelen die aan dag-nachtritmes en watertransport ten grondslag liggen, zouden we het gecontroleerde experimenten met kleinere bomen in kassen kunnen uitvoeren, vertelt hij.
Meer kennis over hoe water gebruik door bomen, is van harte welkom Zo kunnen we ervan leren wanneer we bomen het best kunnen kappen. Dat gaat namelijk het makkelijkst wanneer het hout droog is. Bovendien zijn klimatologen zijn bij die kennis gebaat om het effect van bossen op klimaatverandering en weer beter te begrijpen.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: