Tag: communicatie

Bomen kunnen met elkaar communiceren, dragen zorg voor hun nageslacht en raken gestrest. Wortelnetwerken functioneren net als zenuwstelsels. Nautilus in gesprek met wetenschapper Suzanne Simard.

Dit artikel verscheen eerder op 9 januari 2020 in nummer 172 van 360 Magazine

Kijk naar een bos: je ziet natuurlijk de stammen en het bladerdek. Steken er een paar wortels kunstig boven de grond en de gevallen bladeren uit, dan zie je die ook, maar je staat nauwelijks stil bij de ondergrondse voedingsbodem die zich misschien wel even dik en ver uitstrekt als de takken boven je hoofd. Fungi worden al helemaal niet opgemerkt, op her en der wat paddenstoelen na; die worden afzonderlijk waargenomen, in plaats van als de uitbottende toppen van een onmetelijk ondergronds raamwerk dat is vervlochten met die wortels. De wereld onder de grond is even rijk als die erboven.

De afgelopen twee decennia heeft Suzanne Simard, hoogleraar aan de faculteit Bosbeheer van de Universiteit van British Columbia, die veronachtzaamde onderwereld bestudeerd. Ze is gespecialiseerd in mycorrhiza’s, de symbiotische verbindingen tussen fungi en wortels die planten helpen voedingsstoffen uit de bodem te absorberen. Na baanbrekende experimenten waaruit bleek hoe koolstof heen en weer stroomt tussen papierberk en douglasspar, ontdekte Simard dat mycorrhiza’s bomen niet alleen met de aarde verbinden, maar ook met elkaar.

Vervolgens toonde Simard aan hoe door mycorrhiza’s verbonden bomen netwerken vormen, met individuen die ze moederbomen noemt in het centrum van gemeenschappen die ook weer met elkaar verbonden zijn en voedingsstoffen en water uitwisselen via een letterlijk pulserend netwerk dat niet alleen bomen omvat maar al het leven in het bos. Deze ontdekkingen hadden ingrijpende gevolgen voor ons begrip van de ecologie van het bos, maar dat was nog maar het begin.

Planten worden niet geacht slim te zijn, althans niet volgens het traditionele westerse denken

Het zijn niet alleen maar voedingsstromen die Simard beschrijft. Het is een vorm van communicatie. Zij – en ook andere wetenschappers die wortels bestuderen, evenals de chemische signalen die planten afgeven en zelfs de geluiden ze maken – hebben bij hun bestudering van planten de factor intelligentie betrokken. In plaats van als biologische automaten zouden we planten kunnen zien als schepsels met capaciteiten die bij dieren zonder meer als leren, herinnering, besluitvorming en zelfs daadkracht worden beschouwd.

Dat is misschien moeilijk voorstelbaar. Planten worden niet geacht slim te zijn, althans niet volgens het traditionele westerse denken. Je kunt ook zeggen dat, hoewel deze gedragingen inderdaad heel bijzonder zijn, ze niet naadloos passen in wat mensen gewoonlijk onder leren en herinnering en communicatie verstaan. Misschien lopen we wanneer we het plantengedrag volgens onze eigen beperkte opvattingen proberen te definiëren wel het risico de unieke kant van hun intelligentie over het hoofd te zien.

Het is een veelzijdige en fascinerende discussie, die nog heel wat onderzoek vereist, onderzoek waarbij rekening zal moeten worden gehouden met het feit dat planten een geestelijk leven hebben. In haar werkkamer op de Universiteit van British Columbia sprak Simard met Nautilus over de betekenis van haar werk.

Kunt u bij wijze van aftrap iets vertellen over de ‘wortelbreinhypothese’ van Charles en Francis Darwin?

Achter een groeiende worteltop zit een groep differentiërende cellen. Darwin dacht dat die cellen bepaalden hoe de wortels zouden groeien en waar ze naar voedsel zouden zoeken. Hij dacht dat het gedrag van een plant in wezen werd gestuurd door wat er in die cellen gebeurde. In het werk dat anderen en ik hebben gedaan – het onderzoeken van familierelaties tussen individuele planten, hoe ze elkaar herkennen en met elkaar communiceren – spelen de wortels ook een rol. Alleen weten we nu meer dan Darwin; we weten dat alle planten, op een handjevol families na, mycorrhizaal zijn: het gedrag van hun wortels wordt gestuurd door symbiose. Het gedrag van de wortel wordt niet alleen bepaald door de cellen in de top van de plantenwortel, maar ook door de interactie daarvan met fungi. Darwin was iets op het spoor. Hij had alleen nog niet het hele plaatje. En ik ben tot de conclusie gekomen dat wortelstelsels en de mycorrhizale netwerken waardoor die stelsels verbonden worden, zijn opgezet als zenuwstelsels en zich als zodanig gedragen, en een zenuwstelses is de kiem van de intelligentie in ons brein.

U heeft geschreven dat zenuwnetwerken hun bijzondere eigenschappen danken aan het feit dat ze schaalvrij zijn, wat ook voor plantennetwerken geldt. Wat betekent ‘schaalvrij’? Waarom is dat zo belangrijk?

Alle netwerken hebben schakels en knooppunten. In een bos zijn de bomen knooppunten en fungusverbindingen schakels. ‘Schaalvrij’ betekent dat er een paar grote knooppunten zijn en een heleboel kleinere. En dat is op bossen op veel verschillende manieren van toepassing: je hebt een paar grote bomen en een heleboel kleine bomen. Een paar grote percelen oud bos, en meer kleinere percelen. Dit soort schaalvrije verschijnselen doen zich op vele niveaus voor.

Ziet u ook schaalvrije netwerken op het niveau van individuele bomen, in de interacties binnen één enkel wortelstelsel?

Dat heb ik niet echt gemeten, maar je kunt naar een heleboel dingen kijken. Wortelgrootte bijvoorbeeld. Je hebt een paar grote wortels die allengs dunnere wortels steunen. Volgens mij volgen die hetzelfde patroon.

Een moederboom zal zo nodig zelfs haar eigen nageslacht doden

Wat maakt die configuratie zo bijzonder?

Stelsels ontwikkelen zich in de richting van die patronen omdat die efficiënt en veerkrachtig zijn. Als we denken aan mijn bos, en aan de netwerken die ik heb beschreven, dan is dat een efficiënte opzet voor de uitwisseling van hulpbronnen tussen bomen en voor hun interactie. In onze hersenen zijn schaalvrije netwerken een efficiënte manier om neurotransmitters over te dragen.

Dat netwerken tussen en in bomen soortgelijke eigenschappen vertonen als de netwerken in onze hersenen is zeer verbazingwekkend. In het geval van onze hersenen begrijpen we dat de structuur van deze netwerken tot cognitie leidt. Heeft u voorbeelden van cognitie bij planten?

Hoe definieer je cognitie? Dat vraag ik omdat er een hele groep wetenschappers is die zegt dat we die term niet mogen gebruiken omdat hij voor verschillende dingen staat.

Was het beter geweest als ik het woord ‘intelligentie’ had gebruikt?

Ik heb het woord ‘intelligentie’ in mijn boeken en artikelen gebruikt omdat ik denk dat we vanuit de wetenschap intelligentie aan bepaalde structuren en functies toeschrijven. Wanneer we een plant en het bos ontleden en naar die dingen kijken – Is er een zenuwnetwerk? Is er communicatie? Is er perceptie en ontvangst van boodschappen? Verandert je gedrag afhankelijk van wat je waarneemt? Herinner je je dingen? Leer je dingen? Zou je dingen anders doen als je ze eerder had meegemaakt? – zijn dat allemaal kenmerken van intelligentie. Planten beschikken over intelligentie. Ze beschikken over alle structuren. Ze beschikken over alle functies. Ze beschikken over gedragingen.

Een ander woord dat lastig kan zijn is ‘communicatie’. Ik zou communicatie definiëren als iedere vorm van informatie-uitwisseling. Dat is een erg grote paraplu; het kan bijvoorbeeld van toepassing zijn op de co-evolutie van bessenkleur en vogelvoorkeur, zodat de bessenkleur in de loop van de tijd aantrekkelijker voor vogels wordt en correleert met voedingseigenschappen. Dat is communicatie, maar we categoriseren die anders dan de alarmkreten van eekhoorns bij de nadering van een havik, of het gesprek dat u en ik nu voeren. Waar past plantencommunicatie in dat spectrum?

Precies daar. En wij zijn gevangenen van onze eigen westerse wetenschap; inheemse volkeren weten al heel lang dat planten met elkaar communiceren. Maar zelfs in de westerse wetenschap weten we dat, want je kunt de verdedigingschemie van een bos dat wordt aangevallen ruiken. Er wordt een chemische stof afgescheiden die door alle andere planten en dieren wordt waargenomen, en waar ze hun gedrag op aanpassen. Als we de wetenschap daarop loslaten, gaan we beseffen dat die planten net zo communiceren als wij. Het is niet alleen maar iets vocaals, al meten sommigen zelfs de akoestiek in bomen en realiseren ze zich dat er een heleboel geluiden zijn die wij niet kunnen horen, en dat zou onderdeel van hun communicatie kunnen zijn. Maar ik weet niet hoe ver dat onderzoek is gegaan. In mijn eigen werk heb ik naar de conversatie via chemie gekeken.

Maar als u en ik communiceren, of dat nu via geluiden of geuren gaat, dan zijn er nog steeds individuen bij betrokken met een innerlijk wereldbeeld. Het is een gesprek tussen bewuste individuen en geen uitwisseling van informatie die plaatsvindt zonder enig besef dat die informatie wordt uitgewisseld. Bestaat dat soort communicatie bij planten? Ik stuur niet aan op een hiërarchie waarin het ene type communicatie beter is dan het andere, maar probeer alleen de verschillen te begrijpen.

Ik denk dat u bedoelt of het een doel dient.

De inheemse bevolking van Noord-Amerika wist allang dat bomen kunnen communiceren

Een doel, en ook een plek om dat doel te ontvangen en te versturen. Ten aanzien van de dierlijke intelligentie hebben sommige filosofen het nu over prereflectief zelfbewustzijn. Het idee is dat er een coherente zelfbeleving bestaat, een bewustzijn dat jij jij bent, dat alle dieren bezitten dankzij hun zintuigen en enig herinneringsvermogen. Op het moment dat er perceptie en herinnering is, is er een zelf. Denkt u dat planten een zelf hebben dat op die manier communiceert?

Dat zijn echt goede vragen. Het beste bewijs dat we hebben – en vergeet niet dat wetenschappers heel wat langer naar mensen en dieren hebben gekeken dan naar planten – is waarschijnlijk dat oude bomen verwante zaailingen kunnen herkennen. We begrijpen niet precies hoe ze dat doen, maar we weten dat er zich zeer geraffineerde handelingen voltrekken tussen fungi die met die bewuste bomen geassocieerd zijn. We weten dat die oude bomen hun gedrag zodanig veranderen dat hun eigen verwanten daar baat bij hebben. Daarna reageren de verwanten ook weer op geraffineerde wijze door beter te groeien of een betere chemische toestand te ontwikkelen. Een moederboom zal zelfs haar eigen nageslacht doden als het zich niet op een geschikte groeiplek bevindt.

Dat laatste voorbeeld, van een moeder die haar nageslacht doodt als de omstandigheden ongunstig zijn, raakt aan wat ik probeerde te zeggen. Weet de moederboom dat ze dat doet? Is er een keus? Heeft een moederboom de keus om al dan niet zorg te verlenen, en is ze zich daar dan op enig niveau van bewust?

We hebben zogeheten keuze-experimenten gedaan met een moederboom, een verwante zaailing en een niet verwante zaailing. De moederboom kan kiezen voor welke ze zal zorgen. We ontdekten dat ze eerder voor haar eigen nageslacht zal zorgen dan voor een niet-verwante zaailing. Bij een ander experiment is de moederboom ziek en zorgt ze voor vreemden dan wel verwanten. Ook daar is sprake van een differentiatie. Naarmate ze zieker is en sneller zal sterven zal ze meer voor haar verwanten zorgen.

We hebben heel wat experimenten gedaan waarbij we de gezondheid van de donor, de moederboom, aanpasten aan de gezondheid van de ontvanger, de zaailing, door het schaduw- of stikstof- of waterniveau te veranderen. Belangrijk is in welke conditie beide verkeren; ze kunnen elkaar waarnemen, en dat soort beslissingen wordt aan de hand van de conditie genomen. Als we de ontvangende zaailing minder gezond maken, zal de moederboom meer voedingsstoffen toedienen dan als we dat niet doen. We concentreren ons voornamelijk op eenrichtingsverkeer, van moederboom naar zaailing. De respons van grote oude bomen is moeilijker te manipuleren en te meten omdat er veel meer factoren een rol spelen. Toch denk ik dat we die experimenten moeten doen, want het is gek om het verkeer de andere kant op buiten beschouwing te laten.

Heeft een moederboom een mentaal beeld van die zaailingen? Een mentaal beeld is uiteraard een zeer dierspecifiek concept. Maar heeft de boom een soort innerlijke beleving, hoe die zich ook manifesteert? Heeft ze dezelfde herinnering aan de zaailing als ik aan bijvoorbeeld mijn kat? Ik kan op ditzelfde moment aan mijn kat denken hoewel hij zich in een andere kamer bevindt, niet omdat ik hem waarneem maar omdat ik een mentaal beeld van hem heb.

Je kunt naar de ringen van een boom kijken. De interacties met zaailingen zijn van invloed op het groeitempo; ze zijn van invloed op de hoeveelheid water en voedingsstoffen die wordt opgenomen. Mensen kunnen dit reconstrueren en zeggen: ‘O, de boom hiernaast is in dat jaar doodgegaan. Toen kreeg deze boom meer ruimte.’ Ze kunnen die reacties zelfs in bepaalde delen van de boomstam compartimenteren. Verschillende planten zijn daar op verschillende manieren toe in staat, maar bij alle bomen huist de herinnering in hun ringen. Bij coniferen huizen de herinneringen ook in de chemie van hun naalden. Een altijdgroene boom, bijvoorbeeld, houdt zijn naalden vijf tot tien jaar vast.

Als je de top van een plant afhakt, volgt daarop een enorme respons van stresshormonen

Bij het onderzoek naar dierlijke intelligentie is lange tijd de nadruk gelegd – en dat gebeurt begrijpelijkerwijze nog steeds – op niet-emotionele en niet-affectieve vormen van cognitie. Nu zijn steeds meer onderzoekers ook emoties gaan bestuderen en realiseren ze zich dat die andere vormen van cognitie, zoals herinnering, probleemoplossing en redenering, vervlochten zijn met emotie.

Als je de neurobiologie die aan onze emoties ten grondslag ligt weglaat uit de vergelijking, dan ontwikkelen vaardigheden als probleemoplossend vermogen en logisch redeneren zich niet. Bij planten ging het meeste onderzoek dat ik heb gelezen over de niet-emotionele kant van dingen. Is er bij planten ook sprake van emotie? Ik zou willen dat ik meer afwist van emotie en affectief leren.

Maar toch, stel dat je een groep planten hebt en er eentje gestrest maakt, dan zal de respons enorm zijn. Botanisten kunnen hun serotoninerespons meten. Ze hebben serotonine. Ze hebben ook glutamaat, dat een van onze eigen neurotransmitters is. Daar hebben planten een heleboel van. Ze krijgen deze responsen onmiddellijk. Als we hun bladeren afknippen of er een stel insecten op zetten, verandert al die neurochemie. Ze beginnen heel snel boodschappen naar hun buren te sturen. Is dat een emotionele respons? Ik denk van wel. Maar ik hoor de botanist in mij al zeggen: ‘Dat is geen emotie. Dat is alleen maar een respons.’

Toch denk ik dat we deze parallellen kunnen trekken. Het komt opnieuw neer op taal, op hoe we deze taal toepassen op het kijken naar deze respons bij planten. Ik denk dat het belangrijk is om die communicatiekloof te overbruggen, zodat mensen beseffen dat als je de top van een plant afhakt,  daar een enorme respons op volgt. En geen welwillende. Is dat een emotionele respons? De plant probeert zichzelf ongetwijfeld te redden. Er treedt regulatie op. De genen reageren. De plant begint deze chemische stoffen te produceren. Hoezeer verschilt dat van onze eigen productie van een heleboel noradrenaline?

Zijn er dingen die ons ontgaan bij planten omdat we ons eigen idee over intelligentie aan mensen en dieren ontlenen? Zouden er hele manieren van bestaan kunnen zijn waarvoor we niet eens woorden hebben?

Ik denk het wel. Ik denk dat onze benadering van planten veel te utilitair is en dat we ze zonder reden mishandelen. Dat komt volgens mij omdat we oogkleppen ophebben. We kijken niet goed. We gaan er gewoon van uit dat het goedaardige schepsels zijn zonder emotie. Zonder intelligentie. Ze gedragen zich niet zoals wij, dus sluiten we die mogelijkheid uit. Wat ik ook nog wil zeggen is dat ik weliswaar ontdekkingen heb gedaan over die ondergrondse netwerken, over hoe bomen via die fungusnetwerken kunnen communiceren, maar dat de inheemse bevolking van de westkust van Noord-Amerika dat allang wist.

Je vindt het terug in geschriften en mondelinge overlevering. Het idee van de moederboom is al heel oud. De fungusnetwerken, de ondergrondse netwerken die het hele bos gezond en in leven houden, vind je daar ook. Dat die planten op elkaar reageren en met elkaar communiceren, dat vind je allemaal terug. Ze noemden de bomen het bomenvolk. Aardbeiplanten waren het aardbeivolk. De westerse wetenschap heeft daar een tijdlang een stokje voor gestoken en nu komen we erop terug.

Wat voor relaties zijn er nog meer mogelijk? Wat betekent het om mee te leven met de plantenwereld?

Twee woorden dringen zich onmiddellijk op. Het ene is verantwoordelijkheid. Ik denk dat de moderne samenleving zich niet verantwoordelijk heeft gevoeld voor de plantenwereld. Dus het begint bij verantwoordelijk rentmeesterschap. En we moeten weer respect hebben, een respectvolle interactie met bomen, met planten. Robin Wall Kimmerer vertelt in haar boek Braiding Sweetgrass hoe ze het bos in gaat om geneeskrachtige of eetbare planten te verzamelen. Ze vraagt de planten om toestemming. Dat heet respectvol verzamelen. Niet zo van: ‘O, ik zal de plant vragen of ik hem mag plukken, en als hij nee zegt doe ik het niet.’ Het gaat erom dat je de planten observeert en respect hebt voor hoe ze eraan toe zijn. Dat is volgens mij een verantwoordelijke relatie, niet alleen ten opzichte van de planten, maar ook ten opzichte van onszelf en onze kinderen en de talloze generaties voor en na ons. Ik denk dat mensen meteen zullen begrijpen hoe bomen met elkaar in verbinding staan en communiceren. Het begrip daarvoor zit bij ons ingebakken. En ik denk niet dat het ons veel moeite zal kosten om het opnieuw te leren.