We hebben die planten hard nodig. Ze waren veel eerder op aarde dan alle dieren en mensen en ze waren essentieel voor de evolutie. zegt Charlotte Gommers. Zij is universitair docent en onderzoeker aan Wageningen University. “Via fotosynthese maken planten zuurstof van ons zonlicht. En zonder zuurstof, geen leven.”

Ik vergelijk de zon met een grote gloeiende kerncentrale. De straling, in de vorm van zonnestralen, bereiken de aarde. En daar gaan planten hun werk doen. Hoe werkt dat? “Je moet je realiseren dat er niet één soort licht is,” legt Charlotte uit. “In een olievlek of een regenboog zie je dat het licht bestaat uit veel kleuren, dus verschillende golflengtes. Planten nemen vooral rood en blauw licht op in hun bladeren. Dat doen ze met de bladgroenkorrels in hun blad, met name met het groene pigment chlorofyl. Het blauw en rood licht is de energiebron voor de lichtreacties in de bladgroenkorrels.”

Zonnestraal wordt bouwstof

De zonne-energie wordt met behulp van water door planten omgezet in energierijke moleculen. Daarmee start de tweede fase van de fotosynthese, een proces waarbij de plant koolstofdioxide met wat water verandert in suiker. Charlotte: “Dat is de oorsprong van alle bouwstoffen, voor zowel planten en dieren. Dat geldt niet alleen voor mensen, maar bijvoorbeeld ook voor alle fossiele brandstoffen. Daarin zit de CO2 opgeslagen, die een plant gedurende z’n leven vastlegt.” Eten we planten, dan nemen we die suikers op in ons lichaam. We gebruiken dat als energie om bijvoorbeeld te groeien en om onze spieren te bewegen. En we ademen weer CO2 uit, dat is de kringloop.

Schrale bodem of rijke voeding

Toch hebben planten, net als wij, ook zuurstof nodig om te kunnen groeien. “En water, en voedingsstoffen,” somt Charlotte op. “Die voedingsstoffen zitten in de bodem. Planten hebben eiwitten nodig en mineralen, macronutriënten zoals fosfor, calcium en stikstof, en kleinere nutriënten zoals ijzer en kalium. Er zijn planten die goed gedijen in een schrale omgeving, met weinig stikstof en weinig fosfaat. Als wij juist voedingsstoffen toe blijven voegen, bijvoorbeeld in de landbouw, en het stroomt uit in de natuurgebieden, dan verdwijnen bepaalde planten, ze worden verdreven door planten die sneller en makkelijker groeien op bodems met veel voeding erin.”

Concurrentiestrijd

Want planten concurreren met elkaar, bijvoorbeeld om licht. Bijvoorbeeld in een bos, waarbij de hoogste bomen het eerste licht opvangen. Andere planten hebben genoeg aan de rest van het licht dat door het bladerdek heen komt. Charlotte: “In een bos groeien verschillende planten, die niet allemaal dezelfde cyclus hebben. Sommige planten groeien als de bomen nog niet veel blad hebben, en kunnen profiteren van het licht dat dan op de bodem valt. In een monocultuur is dat anders, daar gaan planten allemaal gelijk op. Dat is geen efficiënte manier om het zonlicht dat op de landbouwgrond komt, te benutten.”

Je zou die concurrentie kunnen zien als een spel, met spelregels. De planten moeten met elkaar concurreren om voedsel, water en licht. En sommige planten gaan zich aanpassen om dat spel te kunnen winnen. “Planten die ongeveer even groot zijn, gaan elkaar op een bepaald moment overschaduwen. Maar door de weerkaatsing van een ander soort licht, verrood licht, merken ze dat er andere planten naast ze groeien. “Ze steken hun energie in het omhoog groeien van stengels en bladeren. Maar dat gaat ten koste van bijvoorbeeld een sterk wortelstelsel.”

Die concurrentie wordt zichtbaar in monoculturen. Je ziet het bijvoorbeeld als je langs een maisveld loopt. “Planten aan de rand zijn wat lager, want die voelen minder concurrentie, dus die strekken zich niet uit. De andere maisplanten hebben meer energie gestopt in langer groeien en niet in de maiskorrels, bijvoorbeeld.”

Mond dicht

Zeespiegels stijgen, dus de bodem verzilt. Ook doordat landbouwgrond in droge tijden water krijgt, waarbij na verdamping een beetje zout achterblijft op de bodem. Charlotte: “Dat zorgt voor meer natrium en chloride op het land, twee stoffen die ronduit giftig zijn voor planten. Planten stoppen dan met ademen.” Charlotte legt uit hoe dat zit: planten hebben op hun bladeren huidmondjes, kleine openingen. Als er water van de bladeren verdampt, ontstaat een onderdruk in de rest van de plant. Via de vaatbundels in de plant, bijvoorbeeld via de nerven die je op het blad ziet, wordt water via de wortels omhoog getrokken. “Maar als de plant zout water voelt, zal hij zich beschermen. In de plant wordt het hormoon abscisinezuur aangemaakt, dat ervoor zorgt dat die huidmondjes sluiten.”

En daarmee stopt de fotosynthese, want de plant kan geen water en CO2 meer opnemen. Uiteindelijk sterven de planten zelfs af. “Als laatste redmiddel proberen ze dan nog wat voedingsstoffen uit zichzelf te putten. De bladgroenkorrels bijvoorbeeld. Als die door de plant worden opgegeten, zie je de bladeren vergelen. Soms schieten ze nog snel in bloei, om hun zaad te kunnen verspreiden, maar dat is het dan.”

Revolutie

Verwelkte, vergeelde en gestorven planten kunnen geen CO2 meer opnemen. Een ramp, als je bedenkt hoe groot de rol is die planten spelen in de koolstofhuishouding van de planeet. Reden voor Charlotte om zich volop in het onderzoek te storten. Hoe kunnen we landbouw duurzamer maken? Hoe kunnen we de gevolgen van verzilting en verdroging verkleinen? Het begin van een groene revolutie, noemt ze dat. Frustrerend dat planten voor lief worden genomen, vindt Charlotte. “Ik wil graag meedoen met die groene revolutie. En ik denk dat kennis over planten en hun omgeving daaraan bijdraagt.”

Luister naar: Waarom planten de échte klimaathelden zijn

Foto: Scott Webb (Unsplash)