Plantenes telegrafist

“- Gi meg vann! Skru opp lyset!” Noe sånt kunne vi kanskje se for oss at telegrafplantene (desmodium gyrans) sa til hverandre.

De tropiske vekstene vokser opprinnelig bare i Sørøst-Asia, men noen få eksemplarer befinner seg i et glassbur på Institutt for fysikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU).

Hever, senker og roterer

Opptil en meter lange stengler er bekledd med en rekke små og store blader. På bildet ovenfor kan de små bladene såvidt skimtes, og det er her mysteriet ligger: Med korte mellomrom lager de litt av en forestilling med kraftige bevegelser som kan minne om en telegrafist som hever og senker signalflaggene sine. Bladene kan også rotere.

Men hvorfor i all verden synes forskerne disse bevegelsene er så interessante?

Raske resultater

– For det første er det et bevis på at planter faktisk kan bevege seg, noe de færreste tenker på til vanlig, forklarer professor i fysikk, Anders Johnsson.

Andre planter beveger seg også, men på langt nær så raskt og tydelig som telegrafplanten. Med noen få minutters mellomrom skifter bladene kjapt posisjon.

– Det gjør planten lett å studere. Vi får også mange resultater på kort tid, forklarer professor i fysikk, Anders Johnsson.

Påvirkes av radiobølger

De små bladene på den indiske telegrafplanten kuttes av og plasseres i et observasjonskammer. Biofysikerne bruker bilderegistrering og signalanalyse for å kartlegge det som skjer.

– Et overraskende funn er at radiobølger kan forandre rytmen til bevegelsene. De elektromagnetiske bølgene som sendes mot planten får bladbevegelsene til å gå raskere! forteller Johnsson.

Akkurat nå foregår forsøkene i et mørkt rom for å prøve å forstå lysets innvirkning på bladene.

Pumpe styrer vannopptak

Årets Nobelpris i kjemi gikk til amerikanerne Peter Agre og Roderick MacKinnon for forskningen på hvilke kanaler som finnes i cellemembraner. Et av forskernes gjennombrud i 1988 førte til en rekke studier av vannkanaler i bakterier, planter og pattedyr.

Sammen med flere doktorgradsstudenter og kolleger har Anders Johnsson forsket på telegrafplanten i mer enn fem år.

– Inne i bladskaftets celler har vi oppdaget en slags vannpumpe som sørger for at cellene regelmessig fylles med og tømmes for vann. Alle celler må ha vann for å fungere, men denne vannpumpemekanismen er spesiell for telegrafplanten, forklarer Johnsson.

Vannets bevegelser har blant annet sammenheng med transporten av ioner gjennom cellemembranene. En rekke elektriske spenninger forandres når cellene svulmer opp eller faller sammen.

– Disse spenningene kan sammenlignes med den rytmiske aktiviseringen av hjertemuskelen hos mennesker, sier forskeren.

Cellene samarbeider

Men det er ikke nok at en celle her og en celle der svulmer opp. For at det skal bli bevegelse, må ting settes i et system, og det er det de indiske telegrafplantene er så gode på.

Hver enkelt celle i bladskaftet synkroniserer ofte sine volumforandringer. På ett tidspunkt vokser cellene som er på oversiden av skaftet, og tvinger dermed undersiden av skaftet til å bøye seg. I neste øyeblikk tappes cellene på oversiden for vann, de nederste fylles, og bladskaftet bøyer seg den andre veien.

Ifølge forskeren er det sjelden vi ser så tydelige målbare resultat av cellulær vanntransport som i den indiske telegrafplanten.

– Slik samkjøring eller kopling mellom cellene er nødvendig for at bevegelsene skal oppstå. Mye rundt telegrafplanten er fortsatt et mysterium, for eksempel hvordan denne koplingen foregår. Dette fenomenet er det aktuelt og viktig å studere innen både fysiologi, biofysikk og biokjemi for å skjønne mer av hvordan vann tas opp i celler og vev, mener Johnsson.