Aanpassen aan zwaartekracht
We staan er niet bij stil maar iets simpels als zwaartekracht beïnvloed alles in ons leven. Hoe we eruitzien, hoe we bewegen en met de wereld om ons heen omgaan. Voor planten geldt dat net zo. Dit kan je goed zien in het verschil in uiterlijk van water- en landplanten. Die eerste voelen het effect van zwaartekracht veel minder.
Daarom veranderde planten toen ze 500 miljoen jaar geleden aan land kwamen. Niet alleen van vorm, maar ook hun fysiologie en groei paste ze aan de op land gevoelde zwaartekracht. Nu laten Japanse onderzoekers in een paper genaamd “First contact with greater gravity: Moss plants adapted via enhanced photosynthesis mediated by AP2/ERF transcription factors” zien dat een van die aanpassingen hoogstwaarschijnlijk toegenomen fotosynthese activiteit betrof.
Teruggaan naar de situatie 500 miljoen jaar geleden gaat nu eenmaal niet. Daarom kozen de onderzoekers om te kijken wat er gebeurt als ze het model mos Physcomitrium patens onder verhoogde zwaartekracht groeiden.
Qua uiterlijk groeide mossen groeiend met een tien keer zo’n grote zwaartekracht, 10g, minder hoog. Ook wat betreft fotosynthese activiteit bleek er het een en ander veranderd. Zo was de uitwisseling van CO2 toegenomen, hadden de bladeren grotere bladgroenkorrels, en waren er meer balderen.
Zwaartekracht voelen
Natuurlijk was de volgende vraag welke genen spelen hier een rol in? Daarom bestudeerde de onderzoekers genen die actiever waren bij 10g. Het viel op dat slechts 9 gen-regulators extra actief waren. Acht hiervan behoorde tot dezelfde familie waarvan bekend is dat ze een rol spelen in hoe planten omgaan met stress. Maar deze acht genen bleken alleen in mossen aanwezig.
Geïntrigeerd gingen de onderzoekers verder. Een van de acht, die ze later ISSUNBOSHI1 noemde, bleek het actiefst van allemaal bij extra zwaartekracht. Om meer te weten te komen wat dit gen doet, bestudeerde de onderzoekers planten waarbij ISSUNBOSHI1 altijd aan of altijd uitstond. Stond ISSUNBOSHI1 altijd aan dan vertoonde mosplanten groeien onder normale zwaartekracht, 1g, grote gelijkenis met controle mosplanten groeiend met 10g zwaartekracht.
Maar stond ISSUNBOSHI1 uit, dan paste de mosplanten zich minder aan wanneer ze met 10g zwaartekracht groeide. Ook met 1g zwaartekracht hadden deze planten een lagere fotosynthese activiteit en minder grote bladgroenkorrels.
ISSUNBOSHI1 helpt mosplanten dus met het voelen van een verhoogde zwaartekracht. Maar waarom ISSUNBOSHI1 en vergelijkbare genen in de meeste andere landplanten verdwenen zijn, dat is onduidelijk.
Literatuur
Yuko T. Hanba et al., First contact with greater gravity: Moss plants adapted via enhanced photosynthesis mediated by AP2/ERF transcription factors. Sci. Adv.11,eado8664(2025). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado8664
Plant en Zo 