Hooked hairs

Hooked hairs

Sometimes when you look closely at something, you see something new. That is what a group of American researchers found when they looked closely at bean seedlings. In Science Advances they report about the up until now unknown hooked hairs on these seedlings.

Plants have hairs, all over their body. Roughly speaking these can be grouped into trichomes for the hairs on the above ground tissue and root hairs for those on the below ground tissue. And where root hairs are straight, trichomes can come in multiple shapes and forms. But recently an in between hair was observed in bean seedlings. This hair forms on the seedling root, before any root hairs form. And in contrast to the regular root hairs, this hair forms a hook with its tip, as if it wants to anchor itself in the soil. Now the researchers wanted to know more about this hooked hair.

How do they form?

The first thing the researchers did was looking more closely at its development. Finding that hooked hairs develop during the first three days after germination. For reference known root hairs don’t start developing till ten days after germination. Hooked hairs start out as bulges, like bubbles on outer root cells. They then stretch out, and in the end, they form a hook. This hook always looks the same and are oriented in the same direction.

How much hooked hairs stretch themselves that, the researchers noted, depends on the amount of phosphorus and nitrogen in the soil. Is there less present, then the hooked hairs stretch out more. Together this suggests that hooked hairs are not only different from root hairs, but also from trichomes.

Is it really a new cell type?

Nowadays researchers realise that cells not only can be grouped together on how they look like, but also on what genes are active. Therefore to confirm the observational suggestion, the researchers looked at the active genes in trichomes, root hairs, and hooked hairs. Using a technique called single cell transcriptomics, the researchers then looked at the active genes in individual cells.

In this way they could see that cells forming trichomes could be clustered in one group based on the active genes, and cells forming root hairs in two other groups. Then the researchers focussed on the genes active in hooked hairs and found that they clustered together in a separate group, for which up until now it was unknown to which cell type they belonged.

Looking more closely at the active genes, the researchers found that genes encoding for proteins involved in transporting molecules like nutrients and water across membranes were especially active. Suggesting that this might be the main function of hooked hairs.

Helping with nutrient uptake

To confirm this the researchers checked if known processes related to nutrient and water uptake occurred during nutrient limitation. In case of both phosphorus and nitrogen shortage, hooked hairs responded with taking measures that enhances nutrient uptake. This suggests that they indeed are involved in in nutrient uptake. The researchers also found that hooked hairs produce a specialized barrier that plays a role in nutrient and water retention.

One of the benefits of root hairs is that they enlarge the surface for nutrient and water uptake. This study shows that although hooked hairs are a different cell type, they provide the same functional service at a tricky time at the bean’s development. By being there, they enhance the chance of a good start.

This research also shows that non-model organisms can have unique adaptations. These we overlook if they are not studied. This especially in the case of crops might prevent breeders from using these unique adaptations for developing robust crops. Afterall, what is unknown cannot be used.

Literature

Sergio Alan Cervantes-Pérez et al., Hooked hairs: A cellular key adaptation aiding seedling survival in nutrient-limited and drought conditions. Sci. Adv. 12, eadz6873 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz6873

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Gehaakte haren

Gehaakte haren

Soms wanneer je goed naar iets kijkt zie je iets nieuws. Dat is wat een groep Amerikaanse onderzoekers ontdekte toen ze nog eens goed naar bonen zaailingen keken. In Science Advances vertellen ze over de tot nu toe onbekende gehaakte haren.

Planten hebben haren, over hun hele lichaam. Grofweg kun je deze opsplitsen in twee groepen, trichomen, voor de haren op bovengronds weefsel, en wortelharen voor de haren op ondergronds weefsel. Maar recent een soort van tussen haar was ontdekt op bonen zaailingen. Deze haar ontwikkelt zich op de wortel van de zaailing, voordat er wortelharen zijn. En in contrast met gewone wortelharen, vormen deze haren een haak, alsof het zichzelf vast wil haken in de grond. Nu wilde de onderzoekers meer weten over deze gehaakte haren.

Hoe vormen ze zich?

Het eerste dat de onderzoekers deden was nauwkeurig kijken naar de ontwikkeling. Zo zagen ze dat gehaakte haren zich ontwikkelde gedurende de eerste drie dagen na ontkieming. Ter referentie, bekende wortelharen ontwikkelen zich pas tien dagen na ontkieming. Gehaakte haren beginnen als bobbels, zoals bubbels, op de buitenste wortelcellen. Dan strekken ze zich uit, om uiteindelijk een haak te vormen. Deze haak ziet er altijd hetzelfde uit, en haakt altijd dezelfde richting op.

Hoeveel de gehaakte haren zich uitstrekken, dat merkte de onderzoekers op, is afhankelijk van de hoeveelheid fosfaat en stikstof in de grond. Is er minder aanwezig, dan strekken de gehaakte haren zich meer uit. Samen suggereert dit dat gehaakte haren niet alleen verschillend zijn van wortelharen, maar ook van trichomen.

Is het echt een nieuw celtype?

Tegenwoordig realiseren onderzoekers zich dat cellen niet alleen op basis van hun uiterlijk, maar ook op basis van hun actieve genen gegroepeerd kunnen worden. Om de op observaties gebaseerde suggestie te bevestigen, keken de onderzoekers naar de actieve genen in trichomen, wortelharen en gehaakte haren. Met behulp van een techniek genaamd enkele cel transcriptie keken de onderzoekers vervolgens naar de actieve genen in individuele cellen.

Op deze manier konden ze zien dat trichoomcellen in een groep clusterde, en wortelhaarcellen in twee andere groepen clusterde. Vervolgens keken de onderzoekers naar de genen actief in gehaakte cellen en zagen dat die samen clusterde in weer een andere groep. Een waarvan tot nu toe onbekend was tot welk celtype ze behoorde.

Na de actieve genen nog eens goed te hebben bestudeerd viel het de onderzoekers op dat genen coderend voor eiwitten betrokken bij de membraantransportatie van voedingstoffen en water voornamelijk actief waren. Dit suggereert dat dit waarschijnlijk de hoofdzakelijke functie van gehaakte haren is.

Helpt bij voedingstoffen opnamen

Om dit te bevestigen gingen de onderzoekers na of bekende processen gerelateerd aan de opnamen van voedingstoffen en water ook daad werkelijk plaatsvonden. In het geval van zowel een fosfaat als een stikstof tekort, reageerde de gehaakte haren met maatregelen om deze voedingstoffen makkelijker op te nemen. Dit geeft aan dat ze bij voedingstoffen opnamen betrokken zijn. De onderzoekers vonden ook dat gehaakte haren een gespecialiseerde barrière vormde die een rol heeft in het behouden van voedingstoffen en water.

Een van de voordelen van wortelharen is dat ze de oppervlakte vergroten waarover voedingstoffen kunnen worden opgenomen. Deze studie laat zien dat alhoewel gehaakte haren een ander celtype zijn, deze een gelijke functie vervullen tijdens een lastige tijd van de ontwikkeling van de boon. Door er te zijn vergroten ze de kans op een goede start.

Dit onderzoek laat ook zien dat niet-model organismen unieke aanpassingen kunnen hebben. Deze zien we over het hoofd als we ze niet bestuderen. Dit is vooral een ding in het geval van gewassen, waar het veredelaars verhinderd om gebruik te maken van deze unieke aanpassingen voor het ontwikkelen van weerbare rassen. Tenslotte, wat onbekend is kan niet worden gebruikt.

Literatuur

Sergio Alan Cervantes-Pérez et al., Hooked hairs: A cellular key adaptation aiding seedling survival in nutrient-limited and drought conditions. Sci. Adv. 12, eadz6873 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz6873

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

Closing the trap

Closing the trap

Carnivorous sundews actively capture their prey. But in contrast to the related Venus flytraps, sundews are not responding to touch or other mechanical stimulants. Now Chinese researchers show that a small peptide, glutathione, likely released by the captured fly, signals for the trap to close.

Carnivorous plants are a bit of an outsider to the plant family in that they capture animal prey. This alternative way of obtaining nutrients allow those flesh-eating plants to live in nutrient poor soils. Roughly two types of traps can be distinguished, those of plant that catch their prey in a more passive manner, like pitcher plants. And those that actively snare their prey, like the Venus flytrap and sundews.

Sundews have long sticky hairs or tentacles on their leaves which can ensnare insects. After having ensnared the insect sundew fold its leaf over the captured insect, stopping it from having any chance of wandering off. This happens slowly compared to the closing of the Venus flytrap. After about half an hour after a fly is captured on the sticky leaf, the leaf starts to bend. Then six hours later the leaf is completely bended over the insect.

Small peptide

For a long time, it is known that the closing of the sundews trap occurs not via touch, but via sensing something rich in nitrogen. The question was what. The recent findings that glutamate and glutathione in non-carnivorous plants are involved in insect defence, made the researchers wonder if a similar detection mechanism may underly prey detection in sundew plants.

When the researchers applied nitrogen rich substances, like crushed fruit fly paste or milk, to sundew leaves first the tentacles bend over the nitrogen rich droplet, which is followed by the folding of the leaf over it. Subsequently the researchers set out to test individual amino acids and the three amino acid long peptide glutathione. While applying individual amino acids did not result in trap closure, applying glutathione did.

Trying to find out more about how glutathione activates trap closure, the researchers inhibited glutathione formation in the plants. In those plants, glutathione levels severely decreased. Furthermore, the traps in those plants did no longer respond to crushed or living fruit flies. Only when the researchers provided a glutathione precursor to together with the crushed fruit flies did the trap close. Suggesting that passing a certain local glutathione threshold is required before trap closure is initiated.

Also closes the Venus flytrap

To find out if glutathione in carnivorous plants similar to non-carnivorous plants also elicit calcium signalling to activate the response, the researchers blocked calcium signalling. In those plants, glutathione, crushed, or living fruit flies could no longer induce trap closure. Suggesting that calcium signalling is indeed involved in telling the trap to close.

Lastly the researchers set out to test if glutathione could also close traps of other carnivorous plants. First, they tested this on other sundew species, which indeed responded similar to the sundew species that was used for this study. Then taking it one step further, the researchers tested if glutathione could also initiate trap closure in the Venus flytrap. This was also the case. Although it was not the hap-snap closure that is seen in response to a fly touching its trigger hairs. But a slow closure more similar to the sundew traps.

Together this suggest that carnivorous plants which actively capture prey have repurposed the ancient insect defence response pathway for prey detection.

Literature

Rui Li et al., Glutathione induces trap closure for carnivory in Cape sundew. Sci. Adv. 12, eadz2809 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz2809

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Het sluiten van de val

Het sluiten van de val

De vleesetende zonnedauw vangt actief z’n prooi. Maar in contrast tot de Venus vliegenvanger, reageert zonnedauw niet op aanraking of andere mechanische stimulatie. Nu laten Chinese onderzoekers zien dat een klein peptide, glutathion, hoogst waarschijnlijk afkomstig van de gevangen prooi, het signaal geeft om de val te sluiten.

Vleesetende planten zijn een beetje een buitenbeentje van de planten in dat ze dierlijke prooien vangen. Deze alternatieve manier van het verkrijgen van voedingstoffen zorgt ervoor dat deze planten op voedingsstofarme bodems kunnen leven. Vleesetende planten kunnen grofweg twee soorten vallen hebben, passieve, zoals die van de bekerplanten, en actieve zoals die van de Venus vliegenvanger en zonnedauw.

Zonnedauw heeft lange plakkerige haren of tentakels op hun bladeren. Hiermee kunnen ze insecten vangen. Na het vangen van een insect vouwt zonnedauw z’n blad over het gevangen insect en voorkomt daarmee dat deze wegloopt. Dit gebeurt allemaal erg langzaam vergeleken met het sluiten van de val van de Venus vliegenvanger. Na ongeveer een halfuur na het vangen van de vlieg op het plakkerige blad begint het blad te buigen. Pas na ongeveer zes uur is het blad volledig over het insect gevouwen.

Kleine peptide

Al een lange tijd is bekend dat dit sluiten van zonnedauws val niet het gevolg is van aanraking, maar het waarnemen van iets stikstofrijks. De vraag was wat. Als gevolg van de recente ontdekking dat glutathion en glutamine in niet-vleesetende planten betrokken zijn bij de verdediging tegen insecten vroegen de onderzoekers zich af of een soortgelijk mechanisme voor prooi detectie in zonnedauw zorgt.

Wanneer de onderzoekers stikstofrijke stoffen zoals geplette fruitvliegjes pasta of melk op zonnedauw bladeren plaatste dan sloten eerst de tentakels over de stikstofrijke stof, gevolgd door het vouwen van het blad. Vervolgens testte de onderzoekers het effect van individuele aminozuren en die van de drie aminozuur lange peptide glutathion. Alhoewel de individuele aminozuren niet voor het sluiten van de val zorgde, deed glutathion dat wel.

Om meer uit te vinden hoe glutathion de val sluit, blokkeerde de onderzoekers de productie van glutathion in zonnedauw planten. In die planten de hoeveelheid glutathion was flink minder. Daarnaast reageerde de vallen van die planten niet langer op geplette of levende fruitvliegjes. Alleen als de onderzoekers ook een glutathion voorloper bij de geplette fruitvliegjes deden sloot de val. Dit suggereert dat er een bepaalde lokale glutathion drempelwaarde dat moet worden overschreden om de val te sluiten.

Sluit ook de Venus vliegenvanger

Om uit te vinden of glutathion in vleesetende planten net zoals in niet-vleesetende planten ook calcium signalering activeert blokkeerde de onderzoekers de calcium signalering. De vallen van die planten reageerde niet of glutathion, geplette of levende fruitvliegjes. Dit suggereert dat calcium signalering zoals verwacht een rol speelt bij het sluiten van de val.

Als laatste checkte de onderzoekers of glutathion ook de vallen van andere vleesetende planten kon sluiten. Als eerste testte de onderzoekers de vallen van andere zonnedauw soorten. Die inderdaad net zoals de zonnedauw soort die gebruikt was voor deze studie reageerde. Vervolgens gingen de onderzoekers nog een stap verder en testte of glutathion ook de val van Venus vliegenvanger kon sluiten. Ook dit bleek het geval. Al was het niet het hapsnap sluiten zoals gezien als reactie wanneer een vlieg de trilhaartjes aanraakt. Maar meer een langzaam sluiten zoals bij de zonnedauw.

Samen suggereert dit dat vleesetende planten, die actief hun prooien vangen, de eeuwenoude insecten verdediging hergebruiken om hun prooien waar te nemen.

Literatuur

Rui Li et al., Glutathione induces trap closure for carnivory in Cape sundew. Sci. Adv. 12, eadz2809 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz2809

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.