Transport in planten

PLANTEN KUNNEN DE DRUK IN HUN HOUTVATEN MET ZOUTEN REGULEREN

Lange tijd is gedacht dat houtvaten (xyleem) simpele buizen van dode, verhoute cellen waren, die in de stengels van planten volkomen passief water en opgeloste zouten van de wortels omhoog transporteerden. Dat idee is nu ontkracht. Amerikaanse biologen van Harvard University rapporteren dat planten via de concentratie van opgeloste zouten in het xyleemsap de doorstroom ervan in houtvaten snel, substantieel en reversibel kunnen beïnvloeden (Sciencexpress, 25 jan 2001).

Al meer dan twintig jaar geleden, in 1978, deed de gevierde Harvard-plantenfysioloog Martin H. Zimmermann de ontdekking dat kraanwater aanzienlijk makkelijker door een stengel geperst kon worden dan gedestilleerd water. Het bleef bij die constatering; sindsdien is het onderwerp op de plank blijven liggen. Totdat de opvolgers van Zimmermann het weer oppikten.

Onder leiding van Michele Holbrook bestudeerden de onderzoekers het effect van water met verschillende concentraties kaliumchloride (0 tot 50 mM) op de weerstand van de houtvaten van laurier.
Het effect was spectaculair: de doorstroom werd 2,5 keer zo groot bij de hoogste concentratie. De grootste stijging van de doorstroom werd echter al bereikt bij de laagste zoutconcentraties (0 tot 10 mM).
Holbrook en haar medewerkers herhaalden het experiment met andere zouten en 27 plantensoorten verkregen telkens min of meer hetzelfde resultaat. Dat wijst erop dat dit mechanisme van gereguleerd houtvatentransport wijd verbreid is bij vaatplanten.

Op zoek naar het mechanisme achter deze drukverlaging ontdekten de onderzoekers dat het effect alleen optrad bij vaatbundels en niet bij een enkel geïsoleerd houtvat.
Het bleek dat de microkanaaltjes die de vaten onderling verbinden, verantwoordelijk zijn voor de drukval.
Hoge ionconcentraties doen het hydrogel-achtige pectine in de bekleding van de celwand langs de vaten krimpen, doordat zij er water aan onttrekken. Daardoor wordt de diameter van de microkanaaltjes in de celwand groter en neemt de hydrologische weerstand af.

Het onderzoek geeft nieuw inzicht in het watertransport in vaatplanten. Ook kan dit mechanisme een manier zijn waarop planten luchtbellen in de houtvaten bestrijden.

In de houtvaten van planten kan een onderdruk ontstaan als de verdamping via de bladeren toeneemt en de aanvoer van water uit de wortels niet voldoende is. Als de onderdruk al te ver toeneemt ontstaan er dampbellen in de vaten (cavitatie), waardoor de sapstroom wordt onderbroken.
(SANDER VOORMOLEN)

M.v.g. G. Nevenzel.

Overzicht van onderwerpen.