Door: Marcel Hulspas
Gepubliceerd: maandag 1 februari 2010 23:40
Update: dinsdag 2 februari 2010 09:29
Wie even nadenkt, kan tot de conclusie komen dat planten energie verspillen. Want wanneer ze het zonlicht optimaal zouden willen benutten, dat wil zeggen: alle energie eruit halen, zouden ze al het licht moeten absorberen en zouden bladeren zwart moeten zijn, en niet groen. Daarom zijn zonnecellen zwart.
Waarom planten dan niet? Twee Leidse biofysici, Marcell Marosvölgyi en Hans van Gorkom, besloten die vraag eens te tackelen, en kregen hiervoor de ruimte in het vakblad Photosynthesis Research.
De kleur, zo laten de onderzoekers zien, wordt bepaald door de kosten. Een zonnecel kan pas rendabel worden wanneer hij meer energie oplevert dan de productie aan energie kost. En datzelfde geldt uiteraard voor de ‘zonnecellen’ in een blad, de bladgroenkorrels. Die korrels zitten niet alleen aan het oppervlak van het blad, maar ook in dieper gelegen delen. En als de ‘dure’ korrels daar ook rendabel moeten zijn, dan moet op grotere diepte (we praten over een millimeter) ook voldoende zonlicht doordringen. Dat gebeurt niet als de bovenste laag ‘zwart’ is, met andere woorden alle licht afvangt. Een zwart blad zou alleen rendabel zijn als bladgroenkorrels niks zouden kosten. De vuistregel is: hoe hoger de kosten zijn, hoe meer licht het systeem ‘naar beneden’ moet doorlaten.
Maar welk licht? Welke kleur? Niet elke kleur dringt even gemakkelijk in het blad door, en de zon zendt niet bij elke kleur dezelfde hoeveelheid energie uit. Dus is het voor het blad ook zaak om (als het zo ‘rendabel’ mogelijk wil zijn) de te absorberen kleur slim te kiezen. Ook dat aspect werd door de onderzoekers onder de loep genomen. Het grootste rendement, zo vonden Marosvölgyi en Van Gorkom, haalt een plant uit het rode deel van het spectrum. Dat dringt diep door, bevat genoeg energie – en dat gebruiken planten dan ook. En omdat de rest van het witte zonlicht ongebruikt wordt weerkaatst, richting ons oog, vertonen bladeren de complementaire kleur van rood: groen. Het antwoord stond al vast, maar nu weten we ook waarom. Resteert alleen nog dat ene raadsel: waarom bladeren in de herfst rood worden.
Het is herfst! Bladeren krijgen hun prachtige kleuren: felgeel, oranje of dieprood. Maar waarom zijn er rode bladeren? Gele herstbladeren zijn een logisch gevolg van het stoppen van de aanmaak van groene chlorofilpigmenten, maar wil een blad een rode kleur krijgen, dan moet het speciale kleurstoffen aanmaken, anthocyaninen, wat energie kost. Waarom zou een stervend blad dat doen?
Wellicht om bladluizen weg te houden. Die houden niet van rood. Wanneer men bijvoorbeeld vallen uitzet in verschillende kleuren, zitten de groene en gele vallen na verloop van tijd vol met bladluizen, maar niet de rode vallen.
Het kost energie voor een boom om zijn stervende bladeren rood te kleuren, maar achteraf bekeken is het een goede zaak: bladluizen leggen hun eieren in de herfst, die in de lente uitkomen en dan de frisse groene bladeren van de boom opeten.