Temperatuur waarnemen
Planten nemen de temperatuur waar, maar of dit de eigenlijke temperatuur is of het waargenomen verschil in temperatuur, dat weten wetenschappers niet echt. Nu denkt een groep van Japanse wetenschappers het antwoord te hebben, tenminste voor de levermos Marchantia polymorpha.
Temperatuur waarneming is belangrijk om kou-gerelateerde beschadiging te voorkomen. Bijvoorbeeld door de bladgroenkorrels uit het licht beschenen gedeelte van de cel te verplaatsen om foto-inhibitie te onderdrukken. Het bewegen van bladgroenkorrels wordt gereguleerd door een blauwe-licht receptor kinase genaamd phototropin, of phot in het kort. Phot houdt van blauw licht, het raakt daar helemaal opgewonden van en verplaatst de bladgroenkorrels dichter bij het licht. Maar phot houdt niet echt van de kou, dan verplaatst het de bladgroenkorrels weg van het licht.
Om uit te zoeken of phot de temperatuur direct waarneemt, of alleen een verschil in temperatuur, ontwierpen de onderzoekers twee experimenten. In de eerste verlaagde de onderzoekers de temperatuur maar 5°C, en in de tweede met 15°C. Maar er was een twist, in het eerste experiment was de laagste temperatuur lager dan in het tweede experiment.
Direct de temperatuur waarnemen
De onderzoekers zagen dat bij het eerste experiment de bladgroenkorrels weg van het licht bewogen. Maar in het tweede experiment, waar het temperatuur groter was, maar met de laagste temperatuur hoger dan in het eerste experiment (12°C in de tweede vs 5°C in het eerste experiment) zagen de onderzoekers geen beweging van de bladgroenkorrels. Dit suggereert dat planten de eigenlijke temperatuur waarnemen.
Om te bevestigen dat het inderdaad phot was die de temperatuur waarnam, veranderde de onderzoekers phot zo dat deze kou-ongevoelig werd, waarbij de bladgroenkorrels zelf bij 5°C nog in het licht bleven. Maar alleen bij een lage intensiteit van blauw licht. Verhoogde de onderzoekers de intensiteit van blauw licht, dan verplaatste ook deze bladgroenkorrels zich uit het licht wanneer het koud werd.
Een beetje fosforylatie
Om uit te vinden hoe phot de temperatuur waarneemt keken de onderzoekers naar de eigenschap van phot om zichzelf te fosforyleren. Deze fosforylering gebeurt op willekeurig op een of meerder plaatsen op het phot eiwit. Het viel de onderzoekers op dat naar mate de temperatuur af nam de fosforylatie op phot toenam.
Maar het type van fosforylatie bleek te beslissen of de bladgroenkorrels ook daadwerkelijk uit het licht bewogen. Tot op een zeker punt lukt het phot om zichzelf te fosforyleren, daarna heeft het hulp nodig van een zuster phot eiwit om de fosforylatie te doen. Alsof het iemand nodig heeft om een lege plek te vinden. En het is op dit moment dat de bladgroenkorrels uit het licht beginnen te bewegen.
Dit onderzoek laat zowel zien dat het niveau van fosforylatie op phot een maat voor de temperatuur is en dat de manier van fosforyleren een indicatie is dat meer actie nodig is.
Literatuur
Noguchi, M., Fukushima, T., Wakasugi, S. et al. Phototropin monitors actual temperature, not temperature difference, to regulate temperature-dependent chloroplast movement via cis–trans autophosphorylation mode switching in Marchantia polymorpha. Planta 263, 55 (2026). https://doi.org/10.1007/s00425-026-04923-1
Plant en Zo 