Eavesdropping vs conscious warning

Eavesdropping vs conscious warning

Plants warn neighbouring plants against attach, don’t they? A new study from researchers from the University of Oxford and the Vrije Universiteit Amsterdam show that plants might not be as altruistic as we think.

You likely have heard those stories about plants that warn each other for insect damage. They release volatile compounds which travel through the air or through fungi to warn their neighbours. And although this might still be correct, in case of insect damage plants do release volatiles, and neighbouring plants do pick those up and subsequently ready themselves for the coming insects. The question is if the volatile releasing plant is doing this on purpose to warn their neighbours?

To investigate this the researchers modelled the cost and benefits of a conscious warning signal. This showed that evolutionary it is highly unlikely that plants warn their neighbours on purpose. It is simple to costly, even when it is family. The main reason: plants actively compete for resources like sunlight and nutrients. The warning of your neighbours is in such circumstances simply a bad investment, your neighbours will get a fitness benefit over you.

Plants are not altruistic but excellent eavesdroppers

But how does this sit with earlier studies. To explain those the researchers analysed two alternative hypotheses. The first suggest that it might be too costly not to secrete the warning signals. The researchers again modelled if the plant could supress the secretion of warning signals they would do so. This appeared indeed the case.

In practice, it is probably too costly. It is known that volatile compounds also have other roles. Such as in attracting predatory insects who eat herbivory insects. Or to warn other parts of the plant.

The second alternative hypothesis is that fungi that interact with the plant are the actual source of the warning signal that the neighbour picks up. Modelling showed that this second hypothesis was also a valid explanation. Fungi like to have a healthy plant to interact with, so they send out a timely warning signal if they notice threats coming.

It appears that plants are eavesdroppers and as such can react in a timely manner to herbivory insects. Also do they make optimal use of symbiotic fungi, who, in contrast to their neighbours, do have their best interest at heart.  

Literature

T.W. Scott, E.T. Kiers, S.A. West (2025) The evolution of signaling and monitoring in plant–fungal networks, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (4) e2420701122, https://doi.org/10.1073/pnas.2420701122.

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

Luistervinken vs bewuste waarschuwers

Luistervinken vs bewuste waarschuwers

Planten geven waarschuwingssignalen af om hun buren te waarschuwen tegen vraat, toch? Een nieuwe studie van onderzoekers van de universiteit van Oxford en de Vrije Universiteit Amsterdam laat zien dat planten niet zo altruïstisch zijn als we denken.

Je hebt ze vast wel gehoord de verhalen over hoe planten elkaar waarschuwen bij insecten vraat. Ze geven vluchtige stoffen af die door de lucht of via schimmels hun buren waarschuwen. En alhoewel dit klopt, bij vraat stoten planten stoffen uit, en buurplanten pikken die op en brengen zichzelf vervolgens in gereedheid voor mogelijke insectenvraat. De vraag is of de stoffen uit stotende plant dit bewust doet om z’n buren te waarschuwen?

Om dit te onderzoeken modelleerde de onderzoekers de kosten en baten van z’n bewuste waarschuwing. Dit liet zien dat evolutionair gezien het erg onwaarschijnlijk is dat planten hun buren waarschuwen. Het is gewoonweg te kostbaar, zelfs al zijn ze familie. De hoofdoorzaak: planten en hun buren vechten actief om zonlicht en voedingstoffen. Het waarschuwen van je tegenstanders voor insectenvraat is daarom domweg onverstandig.

Planten zijn geen echte altruïsten maar uitstekende luistervinken

Maar hoe zat het dan met de eerdere onderzoeken. Om die te verklaren zijn er mogelijk twee andere hypotheses. De eerste suggereert dat het te kostbaar is om de waarschuwende stoffen niet uit te scheiden. Om deze te onderzoeken modelleerde de onderzoekers of de plant het uitscheiden van de waarschuwende stoffen kon onderdrukken. Dit bleek in het model inderdaad het geval te zijn.

In de praktijk is het waarschijnlijk te kostbaar. De waarschuwende stoffen kunnen namelijk ook een andere functie hebben. Bijvoorbeeld bij het aantrekken van jagende insecten die de vraat insecten opeten. Of het waarschuwen van andere delen van de plant.

De tweede alternatieve hypothese is dat schimmels die met de plant verbonden zijn de eigenlijke bron van het signaal zijn die de buurplanten oppikken. Na modellering bleek ook deze tweede hypothese een optie te zijn. De schimmels hebben graag een gezonde plant om mee samen te werken, en waarschuwen tijdig als ze merken dat een buur dat niet is.

Het lijkt er dus op dat planten luistervinken zijn om tijdig te kunnen reageren. Ook maken ze optimaal gebruik van schimmels die, in tegenstelling tot hun buurplanten, wel het beste met hun voorhebben.

Literatuur

T.W. Scott, E.T. Kiers, S.A. West (2025) The evolution of signaling and monitoring in plant–fungal networks, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (4) e2420701122, https://doi.org/10.1073/pnas.2420701122.

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.

Flexible cell walls

Flexible cell walls

Plant cells use the pressure from their neighbours to find out how those neighbours are faring. Now a group of international scientists show in Developmental Cell that flexibility of the cells own cell wall determines the subsequent response.

Plant cells check the constantly how their neighbours are doing. They are questioning themselves: Is the pressure that I experience changed? Is my shape changed? When one of those questions is answered with a ‘yes’ then the cell gears into action. But how the cell this does is not completely clear.

To get more insight into this the researchers investigated how the flexibility of the cell wall influences cell division after wounding. The first thing the researchers did was analyse the flexibility of root cells. Discovering that cells deeper in the root have a more flexible cell wall than cells that are located closer to the outside of the root.

Cell wall flexibility is enables replacement of damaged cells

After having discovered this natural difference, the researchers studied whet happens when a neighbouring cell is wounded. The noticed that when cells get damaged, they give their neighbouring cells a nudge. But only when those neighbouring cells have a flexible cell wall. And only then did those cells divide in such a way that one of their daughter cells occupies the space of the damaged cell.

Subsequently the researchers analysed the cell wall of different cells. Discovering that flexible cell walls have a different pectin composition than non-flexible cell walls. In addition, some other cell wall mutants suggest that the hormone ethylene might affect cell wall flexibility.

This the researchers confirmed by damaging roots in the presence of extra ethylene. The cell wall of these roots is less flexible, the damaged cells could not nudge their neighbours. Cell division also did not occur.

For a plant cell wall flexibility is important so it can replace damaged cells. Preventing the occurrence of holes, for example, when a nematode damages a cell. This is important to know, because cell wall composition also has a role in preventing damages in the first place. This study shows that not only a strong, but also a flexible cell wall is of great importance for a plant.

Literature

Di Fino et al., Cellular damage triggers mechano-chemical control of cell wall dynamics and patterned cell divisions in plant healing, Developmental Cell (2024), https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.12.032

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

Flexibele celwanden

Flexibele celwanden

Plantencellen gebruiken de druk van hun buurcellen om na te gaan hoe het met die buurcellen staat. Nu laat een groep van internationale wetenschappers in Developmental Cell zien dat de flexibiliteit van hun eigen celwand bepaald hoe ze op die druk reageren.

Plantencellen ga de hele tijd na hoe het met hun buren gaat. Ze vragen zich af: Is de druk die ik ervaar veranderd? Is mijn vorm veranderd? Is het antwoord op een van die vragen ‘ja’ dan komt de cel in actie. Maar hoe precies dat is nog niet helemaal duidelijk.

Om daar meer inzicht in te krijgen bestudeerde de onderzoekers hoe flexibiliteit van de celwand celdeling na verwonding beïnvloed. Het eerst wat de onderzoekers deden is onderzoeken hoe het staat met de flexibiliteit van wortel cellen. Hierbij ontdekte de onderzoekers dat cellen die dieper in de wortel liggen een flexibelere celwand hebben dan cellen die dichter bij de buitenkant van de wortel liggen.

Flexibele celwanden maakt het mogelijk om beschadigde cellen te vervangen

Na dit natuurlijk verschil te hebben gevonden, bestudeerde de onderzoekers wat er gebeurt als een buurcel beschadigt raakt. Wat opviel was dat wanneer cellen beschadigt raken ze hun buurcellen een duwtje geven. Maar allen wanneer die buurcellen een flexibele celwand hebben. En alleen dan gingen de cellen zo delen dat een van hun dochtercellen de ruimte van de beschadigde cel inneemt.

Vervolgens analyseerde de onderzoekers de celwanden van de verschillende cellen. Zo ontdekkende dat flexibele celwanden een andere pectine samenstelling hebben dan niet flexibele celwanden. Daarnaast wezen andere celwand mutanten op de mogelijkheid dat het hormoon ethyleen celwand flexibiliteit beïnvloed.

Dit bevestigde de onderzoekers door wortels te beschadigen in aanwezigheid van extra ethyleen. De celwand van deze wortels was minder flexibel, de beschadigde cel kon die niet induwen. Ook vond er geen celdeling voor een vervangende cel plaats.

Celwand flexibiliteit is dus van groot belang om beschadigde cellen te vervangen. Zodat er geen gaten ontstaan wanneer, bijvoorbeeld, een aaltje een cel beschadigt. Dit is belangrijke om te weten, omdat de celwand samenstelling ook een rol speelt bij het voorkomen van beschadigingen. Dit onderzoek laat zien dat niet alleen een stevige, maar ook een flexibele celwand nuttig is voor een plant.

Literatuur

Di Fino et al., Cellular damage triggers mechano-chemical control of cell wall dynamics and patterned cell divisions in plant healing, Developmental Cell (2024), https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.12.032

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.