VIDEO Universiteit van Tel Aviv: onderzoekers hebben een akoestische interactie tussen planten en insecten ontdekt

Een vrouwtjesmot legt haar eitjes op een blad.. Foto screesnhot video UTA

In een wereldwijd unieke studie hebben onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv een akoestische interactie tussen planten en insecten ontdekt.

De studie richtte zich op vrouwelijke motten en toonde aan dat de insecten cruciale beslissingen nemen over waar ze hun eitjes leggen op basis van geluiden van nabijgelegen planten. Wanneer planten ultrasone noodsignalen uitzenden – onhoorbaar voor het menselijk oor, maar wel hoorbaar voor motten – vermijden de motten deze ten gunste van gezonde, stille planten.

Het onderzoek werd uitgevoerd in de laboratoria van professor Yossi Yovel van de Faculteit Zoölogie en professor Lilach Hadany van de Faculteit Plantwetenschappen en Voedselveiligheid van de Wise Faculteit Levenswetenschappen van de Universiteit van Tel Aviv. Het werd geleid door studenten Rya Seltzer en Guy Zer Eshel, in samenwerking met wetenschappers van het Plant Protection Institute van het Volcani Institute. De bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift eLife .

Het onderzoek bouwt voort op een baanbrekende ontdekking die ongeveer twee jaar geleden door hetzelfde onderzoeksteam werd gepubliceerd. Daaruit bleek dat planten onder stress ultrasone geluiden uitzenden – frequenties die buiten het bereik van het menselijk gehoor liggen, maar die voor veel dieren wel hoorbaar zijn.

"Nadat we in het vorige onderzoek hadden bewezen dat planten geluiden produceren, veronderstelden we dat dieren die deze hoogfrequente geluiden kunnen horen, daarop zouden kunnen reageren en op basis daarvan beslissingen zouden kunnen nemen", aldus Yovel. "We weten met name dat veel insecten, die diverse interacties met de plantenwereld hebben, plantengeluiden kunnen waarnemen. We wilden onderzoeken of deze insecten deze geluiden daadwerkelijk detecteren en erop reageren."

Hadany voegde eraan toe: "We hebben ervoor gekozen om ons te richten op vrouwelijke motten, die hun eitjes doorgaans op planten leggen, zodat de larven zich ermee kunnen voeden zodra ze uit het ei zijn gekomen. We gingen ervan uit dat de vrouwtjes een optimale plek zoeken om hun eitjes te leggen: een gezonde plant die de larven goed kan voeden. Dus, wanneer de plant aangeeft dat hij uitgedroogd is en onder stress staat, zouden de motten dan op de waarschuwing letten en er geen eitjes op leggen?"

Van links naar rechts: Guy Zer Eshel, Lilach Hadany en Rya Seltzer. Foto: Universiteit van Tel Aviv.

In het eerste experiment, ontworpen om de auditieve component te isoleren van andere plantkenmerken zoals kleur en geur, presenteerden de onderzoekers vrouwelijke motten twee dozen: één met een luidspreker die opnames van gedroogde tomatenplanten afspeelde, terwijl de andere stil bleef. De motten toonden een duidelijke voorkeur voor de 'luidruchtige' doos, die ze waarschijnlijk interpreteerden als een aanwijzing voor de aanwezigheid van een levende plant, zelfs als deze onder stress stond.

De onderzoekers concludeerden dat de motten inderdaad geluiden van planten waarnemen en erop reageren. Toen de gehoororganen van de motten werden geneutraliseerd, verdween hun voorkeur en kozen ze even vaak tussen de twee vakjes – een duidelijk bewijs dat hun oorspronkelijke gedrag specifiek werd aangestuurd door auditieve signalen in plaats van andere stimuli.

In het tweede experiment kregen vrouwtjesmotten twee gezonde tomatenplanten voorgeschoteld – één met een luidspreker die de geluiden van een drogende plant afspeelde en de andere zonder geluid. Opnieuw toonden de motten een duidelijke voorkeur, dit keer voor de stille plant, die geen stressgeluiden produceerde.

In een ander experiment kregen de vrouwtjesmotten opnieuw twee dozen voorgeschoteld: één stil en de andere met mannetjesmotten, die ultrasone geluiden uitzenden met frequenties die vergelijkbaar zijn met die van planten. Dit keer toonden de vrouwtjes geen duidelijke voorkeur en legden ze hun eitjes gelijkmatig in beide dozen. De onderzoekers concludeerden dat vrouwtjesmotten, bij het bepalen waar ze hun eitjes zouden leggen, specifiek reageren op geluiden van planten in plaats van op vergelijkbare geluiden van mannetjes.

"In deze studie hebben we het eerste bewijs gevonden van akoestische interactie tussen een plant en een insect. We zijn er echter van overtuigd dat dit nog maar het begin is. Akoestische interactie tussen planten en dieren bestaat ongetwijfeld in veel meer vormen en vervult een breed scala aan functies. Dit is een enorm, onontgonnen gebied – een hele wereld die wacht om ontdekt te worden", aldus de onderzoekers.