De venusvliegenvanger grijpt zijn prooien door zijn bladeren dicht te vouwen. Dit proces wordt in gang gezet door elektrische signaaltjes in de plant. Met een extreem gevoelige detector hebben onderzoekers nu aangetoond dat dit elektrische stroompje een piepklein, maar meetbaar, magnetisch veld opwekt.
‘Het is al langer bekend dat mensen en andere dieren magnetische velden produceren’, mailt Anne Fabricant van de Johannes Gutenberg-universiteit in het Duitse Mainz. Elektrische stromen wekken namelijk een magnetisch veld op. De elektrische stroompjes in onze hersenen zorgen daardoor voor een magneetveldje dat buiten de schedel meetbaar is. Dit is te meten met een MRI- of MEG-scanner, die de hersenactiviteit in kaart kan brengen.
Het voordeel van deze magneetvelden is dat ze gebruikt kunnen worden als niet-invasieve methode om elektrische activiteit te meten. Dit is bijvoorbeeld handig bij hersenonderzoek en voor het stellen van diagnoses bij neurologische aandoeningen.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Elektrische signalen in venusvliegenvanger
Ook planten produceren elektrische signalen, bijvoorbeeld in reactie op een beschadiging. ‘Die stroompjes in planten zijn meestal zwakker en trager dan die bij mensen en dieren’, zegt Fabricant. ‘Daarom zijn de resulterende magneetvelden lastiger te detecteren.’
Door de vleesetende venusvliegenvanger loopt een elektrisch stroompje als hij een prooi vangt. Dat gaat als volgt: wanneer de haartje aan de rand van het blad aangeraakt worden, bijvoorbeeld door een landende vlieg, gaat er een elektrisch stroompje door de plant lopen. Bij twee opeenvolgende elektrische signalen vouwen de bladeren dicht. Een aanwezige vlieg zit dan gevangen in de val en wordt verteerd door de plantensappen.
Behalve door aanraking kunnen de elektrische signalen ook geactiveerd worden door temperatuurverschillen of bijvoorbeeld zout water (osmotische energie). Tijdens hun onderzoek gebruikten de onderzoekers hitte om de venusvliegenvanger te activeren. Hierdoor werden de metingen niet verstoord door de beweging die gepaard gaat met een aanraking.
Mini magneetveld meten
Om de magneetvelden van venusvliegenvangers te meten, gebruikten de onderzoekers een atomaire magnetometer. Zo’n detector bestaat uit een glazen buisje gevuld met rubidiumatomen. Deze atomen reageren op kleine veranderingen in het plaatselijke magnetische veld. ‘Die reactie van de atomen wordt gemeten met een laser’, vertelt Fabricant. ‘Hieruit leiden we vervolgens de waarde van het magneetveld af.’ De plant bleek een magneetveld van 0,5 picotesla op te wekken; miljoenen keren zwakker dan het magneetveld van de aarde.
Tot nu toe is slechts bij twee andere planten een magneetveld gemeten; bij een alg en bij een bonenplant. Deze metingen zijn gedaan met een zogeheten superconducting quantum interference device of SQUID. Dat is een groot, onhandig meetinstrument dat moet worden gekoeld tot enkele graden boven het absolute nulpunt. De atomaire magnetometers die de onderzoekers gebruiken, hebben geen grote, complexe koelsystemen nodig. Daardoor zijn ze handzamer en kunnen ze gemakkelijker buiten het lab worden ingezet.
Uiteindelijk willen de onderzoekers kijken of het mogelijk is om magnetische velden te meten bij landbouwgewassen. Fabricant: ‘We denken dat de magnetometer veelbelovend is als niet-invasieve techniek om bijvoorbeeld zieke planten op te sporen.’
