Hoe planten overleven

Hoe planten
overleven
Suikeroompjes
De rest van de planten – met circa 95%
de overgrote meerderheid – zijn ’blijvers’. Als boom, heester, bol-, knol- en
wortelstokgewas moeten ze langdurig
op dezelfde plaats overleven. Daarom
hebben deze meerjarige planten geen
eigen haarwortels, maar gebruiken ze
het veel uitgebreidere bodemschimmel­
netwerk als verlengstuk van hun
eigen korte, vlezige wortels. Samen
met een passende schimmel van het
netwerk vormen ze een zogenaamde
mycorrhiza of ’schimmelwortel’.
Daarmee is de toevoer van water en
mineralen verzekerd, zij het in een
traag tempo. En juist dat is voor langlevende planten van vitaal belang.
Want door de trage aanvoer van mineralen via het schimmelnetwerk wordt
de celgroei van de eraan gekoppelde
meerjarige planten beperkt. Omdat
hun fotosynthese wel doorgaat, zelfs
gestimuleerd wordt na infectie met de
schimmel, ontstaat er een suikeroverschot. Dat wordt grotendeels vastgelegd
in dikke celwanden, vooral van hout.
Afgestorven hout en ander strooisel
is een belangrijke energiebron voor
de bodemschimmels. Maar als echte
suikeroompjes kunnen de meer­jarige
planten uit hun suikeroverschot
hun schimmelpartners ook direct
belonen. De gemeenschappelijke
mycorrhiza fungeert daarbij als
’marktplaats’, daar worden de suikers
uitgewisseld tegen mineralen.
In ruil voor energie in de vorm
van nectar krijgen de planten ook
­mineralen via afval dat schimmel
kwekende (en zaad verslepende) mieren
naar hun nabijgelegen nesten brengen.
Ook houtrotschimmels zijn voor veel
langlevende bomen van belang. Samen
met insecten zorgen die voor holle
stammen waarin vleermuizen en
vogels kunnen huizen. Ook die laten
mineralen achter via hun uitwerpselen.
Maar het merendeel van de mineralen
komt via de mycorrhizaschimmels
terug uit dood hout en strooisel dat
wordt afgebroken door bacteriën en
bodemschimmels (zie schema boven, de
mineralenkringloop). Meerjarige
planten overleven dus door samenwerking, door symbiose, waarbij
energie in de vorm van hout en suikers
wordt geruild tegen mineralen,
bestuiving en zaadverspreiding.
Via het diep doorlopende
Kortlevende pionierplanten kunnen massaal kiemen zolang het bodemschimmelnetwerk afwezig is
bodemschimmelnetwerk kunnen
meerjarige planten altijd aan water
komen. Alleen in de bovenlaag van een
bosbodem kan het ’s zomers langdurig
uitdrogen. De bosplanten overleven
dan met een verplichte zomerrust, ze
groeien en bloeien dan in de herfst
en in het voorjaar. Stinzenplanten
zijn daarvan een goed voorbeeld.
Planten met schimmelstrategie
Planten zouden tijdens de evolutie zijn
ontstaan door fusie van groene algen
en schimmels. Van de algen erfden ze
de fotosynthese en de bijbehorende
groene cellen. En van de schimmels
de secundaire plantenstoffen, de
’chemie om te overleven’. En ook de
­bijbehorende langgerekte celtypen:
vezels en transportvaten voor suikers,
water en melksappen. Beide celtypen
zijn in planten eenvoudig herkenbaar.
Alle groene planten leggen energie vast
via de fotosynthese, ze zijn ’fotoautotroof’. Onder omstandigheden waar
fotosynthese door gebrek aan zonlicht
onmogelijk is maar waar energie letterlijk voor het opscheppen ligt, zoals in
diepe schaduw in bossen waar dikke
pakken humus ophopen, daar kunnen
saprofytische planten groeien. Die zijn
evenals bodemschimmels gespecialiseerd in het gebruiken van humus
als bron van energie. Ze hebben geen
bladgroen, maar wel sterk ontwikkelde
mycorrhiza’s. Een bekend voorbeeld is
het vogelnestje, Neottia nidus-avis, een
saprofytische orchidee. Ook zaailingen
FOTO: ROSE-MARIE GERRITSEN
overschot onder bomen en struiken
FOTO: BRIAN KABBES
Kortlevende akkeronkruiden
Akkeronkruiden zijn de feestvierders
en gifkikkers onder de planten. Ze
kiemen massaal op plekken waar
door verstoring van de bodem veel
­minerale voedingsstoffen, zoals fosfaat
vrijkomen en (tijdelijk) voldoende
water is. Bijvoorbeeld in een dynamisch kust- of rivierenlandschap,
of na stormen in bosgebieden.
Maar ook op bermen langs wegen,
op akkers en in moestuinen wordt
de bodem door ploegen en spitten
danig verstoord. Daardoor verliezen
de bodemschimmels tijdelijk de
controle en kunnen de zaden van kortlevende onkruiden (pionierplanten)
als papaver en koolzaad massaal
kiemen. Deze pioniers vormen een
uitgebreid en sterk vertakt wortelstelsel met veel wortelharen zodat
ze optimaal van water en mineralen
profiteren voordat die weglekken.
Omdat hun groei niet door mineralen
maar eerder door energie wordt beperkt
moeten ze daar zuinig mee omgaan. Ze
beschermen zich dan ook met kleine
hoeveelheden sterk biologisch actieve
stoffen, bijvoorbeeld om belagers
buiten te houden. Ook vormen ze vooral
dunwandige cellen, slechts weinig
vezels om hun suiker transporterende
bastvaten te beschermen en maar
dunne houtvaten voor het transport
van water. Het zijn dus vaak sappige,
giftige planten met opvallende bloemen
die snel bestoven moeten worden om
veel zaden te vormen, voordat water
en de vrij beschikbare voedingsstoffen
schaars worden en het kiem remmende
bodemschimmel netwerk zich weer
vestigt. Akkeronkruiden overleven
zulke voor hen ongunstige tijden als
zaad in de bodem, dat weer massaal
kiemt bij een volgende verstoring. Het
zijn dus ’wijkers’ die in totaal slechts
circa 5% van alle planten uitmaken.
mycorrhizaschimmels profiteren van het energie-
Een volledig parasitaire tropische Balanophorasoort. De ’plant’ zit vol met wasachtige
secundaire plantenstoffen die karakteristiek zijn voor de ’schimmelchemie’ van melksapvaten
van andere orchideeën groeien saprofytisch via hun specifieke mycorrhiza­
schimmels, dus ’mycoheterotroof’.
Zelfs veel volwassen groene orchideeën
zoals het bosvogeltje en de wespen­
orchis kunnen zo tientallen procenten
van de benodigde energie uit humus­
afbraak krijgen. Dat geldt waarschijnlijk ook voor veel andere bosplanten. En
zeker ook voor planten als gentiaan en
Lobelia. Niet voor niets zijn deze planten
zo moeilijk in tuinen te kweken.
Ook parasitaire planten kunnen
­hetero­troof groeien. Ze gebruiken dan
suikers uit het energieoverschot van
FOTO: DAAN SMIT
Dr. Wim J. Baas is
chemisch ecoloog en
eigenaar/beheerder
van de Moeras- en
Stinzenplantentuin in
Westbroek (bij
Utrecht-Overvecht)
In de natuur is alles gericht op
overleven, dus op groeien en
vermenigvuldigen en daarvoor zijn
water, mineralen en energie van
levensbelang. Bij dieren geldt ’eten
of gegeten worden’ en ’survival of
the fittest’ om dat te bemachtigen.
Aanvallen en vluchten zijn dan
belangrijke overlevingsstrategieën,
maar dat kunnen planten niet. Wel
kunnen ze zelf energie vastleggen,
door kooldioxide met behulp van
zonlicht in suikers om te zetten
(fotosynthese). Daarmee kunnen
ze groeien en ook afweerstoffen
maken. En met een energieoverschot
kunnen ze levenslang energie
aanbieden aan potentiële vijanden,
in ruil voor water en mineralen.
FOTO: ROSE-MARIE GERRITSEN
Wim Baas
Schimmelafhankelijke meerjarige planten en hum
Schubwortel, Lathrea clandestina, heeft geen
bladgroen en is dus heterotroof. Deze volledig
parasitaire plant onttrekt niet alleen suikers maar
ook water en mineralen aan de wortels van bomen
waardplanten, waaraan ze met zuig­
organen (haustoria) aantappen. Een
mooi voorbeeld is de paarse schubwortel, Lathrea clandestina. Die parasiteert op boomwortels en vormt in het
vroege voorjaar wratachtige structuren
met uitsluitend bloemen. Na het rijpen
van de (door mieren verspreide) zaden
gaat de plant weer in zomerrust.
Het summum van de ’plant als
schimmel’ is een volledig parasitaire tropische Balanophorasoort,
die zeer lang voor een paddestoel
werd gehouden. De ’plant’ zit vol
met wasachtige secundaire plantenstoffen die karakteristiek zijn voor
de ’schimmelchemie’ van melksapvaten en die verwant zijn aan antibacteriële verbindingen uit wierook.
Opgerold met een lont erin is de
plant direct bruikbaar als kaars! n
OnzeEigenTuin/Zomer 2013
35