Hoe zit dat met het mysterie van het functioneren van het geheugen in breinloze wezens als planten? Zie hier het vorige bericht. We kwamen al tot de conclusie dat geheugen of zoiets als wat wij geheugen noemen er al vanaf het begin van de evolutie moet zijn geweest. Omdat elk organisme voor zijn voortbestaan afhankelijk is van zijn omgeving, van het gebruik maken van wat de omgeving te bieden heeft en van het zich wapenen tegen de gevaren die zich voordoen. Anders gezegd, het gaat om het kunnen onderscheiden tussen een veilige omgeving en een onveilige omgeving en daar is waarneming, opslag van ervaringen (geheugen) en gebruik maken daarvan (leren, intelligentie) voor nodig.
Dat wijzelf en algemener: dieren met een centraal zenuwstelsel, geheugen hebben, vinden we niet gek. Maar planten? Hoe doen die dat dan?
Dat is een belangrijke vraag omdat het geheugen van dieren ergens in de loop van de evolutie is ontstaan en dat zal, zoals altijd in de evolutie, gebeurd zijn op de basis van wat er al was. En dat wat er al was, is misschien het mechanisme van dat geheugen van planten.
Stefano Mancuso schrijft daarover in Plantenrevolutie. Hoe planten onze toekomst bepalen op p. 25-6:
Talloze onderzoeken, met name op het gebied van de invloed van stress op het geheugen, lijken aan te tonen dat epigenetica van essentieel belang is bij het ontstaan van stressgerelateerde herinneringen. Epigenetica beschrijft de erfelijkheid van variaties die niet zijn toe te schrijven aan veranderingen in de DNA-sequentie. Het gaat dus om veranderingen - zoals die van de histonen, eiwitten met als voornaamste taak het organiseren an het DNA, of methylering, de verbinding van een methylgroep (CH3-groep) met een nucleobase van het DNA - waardoor de genexpressie wel verandert maar de gensequentie niet.
Zie over epigenetica de webpagina van erfelijkheid.nl. Daar lees je dat
genen door bijvoorbeeld stress, roken of eetgewoontes aan of juist uit worden gezet. Op een gen ligt de informatie om een eiwit aan te maken. Al deze eiwitten hebben een taak in het lichaam. Als een gen actief is, kan eiwit kan zijn werk doen. Als het gen inactief wordt, wordt het eiwit niet meer gemaakt en kan het eiwit zijn taak niet meer uitvoeren. Gaat het bijvoorbeeld om een eiwit dat een rol speelt bij de ontwikkeling van de hersenen? Dan kan het inactief maken van dit eiwit er voor zorgen dat er iets mis gaat met de ontwikkeling van de hersenen.
Terwijl het DNA vastligt, kunnen ervaringen (stress, roken, eetgewoontes) er dus voor zorgen dat genen aan of uit worden gezet. Als voorbeeld worden de epigenetische veranderingen genoemd die optraden bij kinderen die tijdens de Hongerwinter van 1944-45 werden verwekt. Het Leids Universitair Medisch Centrum vertelt over het onderzoek dat werd gedaan naar die kinderen toen ze rond de zestig jaar waren.
Doordat in de Hongerwinter maar een kwart van de hoeveelheid voedsel beschikbaar was van wat een mens nodig heeft, werden de groeigenen van de nog ongeboren kinderen anders afgesteld. Dit zorgde ervoor dat ze toch met een normaal lichaamsgewicht geboren werden. (Er zal zich een parent-offspring conflict hebben voorgedaan.) Maar die andere afstelling bleef na de geboorte en in hun latere leven bestaan (geheugen!), waardoor ze in een omgeving met meer dan genoeg voedsel een grotere kans op gezondheidsproblemen kregen (een hogere cholesterolspiegel in het bloed). Doordat die afstelling van genen voor een groot deel gebeurt in de eerste weken na de bevruchting, kan het dus gebeuren dat een epigenetische aanpassing aan de omgeving die op korte termijn gunstig is, denk aan dat normale geboortegewicht, dat op langere termijn niet is.
Hier zien we dus een mogelijk mechanisme van geheugen dat zijn werk doet via epigenetische veranderingen. Naar ik aanneem een mechanisme dat gemiddeld genomen in het evolutionaire verleden heeft bijgedragen aan overleving. Want tegenover die grotere kans op gezondheidsproblemen op latere leeftijd in een omgeving met meer dan genoeg voedsel, staat naar alle waarschijnlijkheid dat die Hongerwinterkinderen beter voorbereid waren op nieuwe hongerperiodes. Dat epigenetische geheugen "gaat ervan uit" dat wat nu gebeurt, later nog een keer kan gebeuren. (Ik ben zelf in juni 1943 geboren, eerder dus dan de Hongerwinter, maar bovendien in Friesland, waar ook in 1944-45 meer voedsel beschikbaar was.)
Zien we dan datzelfde epigenetische geheugen bij planten? Daarover lezen we bij Mancuso meer. Waarbij hij verwijst naar een in 2014 verschenen studie met hemzelf als laatste auteur: Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Daarover in het volgende bericht. Hier het volgende bericht.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten