Forskere gør overraskende opdagelse: Træerne sover uroligt om natten

De fleste tænker nok, at træer og andre planter er stillestående og passive organismer. De står der bare i alle døgnets 24 timer, og får de fra tid til anden lidt sol og lidt vand, så er alt godt.

Men virkeligheden er mere kompleks. Vi har længe vidst, at planter agerer anderledes om natten end om dagen. Og sidste års nobelprisvindere i kategorien fysiologi eller medicin, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash og Michael W. Young, fik prisen for deres arbejde med molekylære mekanismer, som kontrollerer døgnrytmen hos dyr og planter.

Ny forskning har nuanceret billedet yderligere. Det viser sig, at det kan være en god ide at ’søvnovervåge’ for eksempel en frugtplantage.

Planter har også brug for søvn

Hos de højere dyr – som for eksempel mennesket – udgør søvnen en vigtig del af døgnrytmen, som sørger for at opretholde kroppens funktioner. Når vi sover om natten, sker der således ændringer i vores bevidsthed, sanserne kobles fra, og alle muskelgrupper slapper af.

Selvom planter ikke besidder et nervesystem og muskler, overgår også de i en dvaletilstand, når solen er gået ned, og fotosyntesen er gået i stå. Ligesom hos mennesker sker der med andre ord ændringer i stofskiftet.

Indtil nu har man gået ud fra, at planter overordnet set følger en 24-timers døgnrytme. Men vores forskning viser, at den antagelse ikke altid holder. Det er godt at vide, hvis man vil bekæmpe plantestress.

Det sker der, mens planten får en lur

Om dagen sker der naturligvis hele tiden ændringer i den metaboliske aktivitet – altså plantens stofskifte – afhængigt af, hvor kraftigt solens lys er.

Men om natten sker der en gradvis omfordeling af stivelse og sukker, hvorved planten optimerer betingelserne for fotosyntese og biomasseproduktion den følgende dag. Man kan sige, at planten i løbet af natten gør sig klar til morgendagens fotosyntese – på samme måde, som vi bliver friske og produktive af en god nats søvn.

Det betyder, at cellernes saftspænding – det vil sige det tryk, som væsken i planteceller udøver på cellevæggen – ændrer sig i løbet af natten og vender tilbage til det samme udgangspunkt hver morgen, medmindre planten er udsat for stress eller sygdom.

20 træer i et ungarsk drivhus

Dette har været den almindelige antagelse, indtil vi i samarbejde med et ungarsk forskerteam lavede højpræcisionsmålinger af trækroners bevægelser om natten. Vi brugte 3D-laserskanning til at måle de meget små bevægelser, som træerne lavede i løbet af den mørke nat i et drivhus i Ungarn.

Tilsvarende målinger er tidligere blevet lavet på birketræer, men vi havde bestemt os for at lave undersøgelserne under fuldt kontrollerede betingelser og undersøge i alt 20 forskellige træer. De skulle repræsentere forskellige udviklinger inden for blomsterplanter (det er planter, der formerer sig ved frø knyttet til særlige skud).

Målingerne blev foretaget ved hjælp af en såkaldt pulsradar, som inden for et kort tidsinterval er i stand til at indsamle store mængder af afstandsmålinger af høj præcision. Afstandsmålene bliver repræsenteret i form af en 3D-punktsky (se illustrationen længere nede i artiklen).

Gentager man for eksempel målingerne med en halv times mellemrum, kan man få indblik i, hvordan grene og blade ændrer deres placering over tid. De indhentede data viste, at der var forskelle i den måde, kronen hos forskellige træarter bevægede sig på i løbet af en nat.

Mange træer sov uroligt

Hos nogle arter bevægede kronen sig opad, hos andre bevægede den sig nedad. Hos enkelte træer, såsom oliven og viburnum, bevægede den nederste del af kronen sig nedad, mens den øverste bevægede sig opad.

Kronen hos nogle træer bevægede sig kun en anelse mere end den tærskelværdi på fem millimeter, vi havde sat for at filtrere støjen fra, så det var de ’egentlige’ bevægelser, vi målte på og ikke tilfældigheder. Andre bevægede sig op til to centimeter.

Men det mest overraskende resultat var, at mange af træerne bevægede sig i en rytme, der var betydeligt kortere, end de 12 timer natten varede. De sov uroligt for nu at bruge den analogi.

Hos magnolie var det mest tydeligt. Her blev der i løbet af natten observeret tre cykler af fire timers varighed.

Årsagerne endnu uvisse

Da fænomenet med de forskellige søvnrytmer hos træerne er nyt for videnskaben, kan man kun gætte på de underliggende årsager.

Vi kan med sikkerhed sige, at bevægelserne må hænge sammen med tryksvingninger i plantevævene. Forskellene mellem de undersøgte træarter er heller ikke overraskende, da de varierer i deres anatomiske struktur og stivhed.

Det bliver straks mere spekulativt, når vi ser på de underliggende årsager til de natlige tryksvingninger, hvor indflydelsen fra fotosyntese ikke spiller den store rolle. Der er tale om koordinerede, vævsspecifikke trykændringer, som muligvis er del af en eller anden form for pumpemekanisme.

Præcis hvordan denne mekanisme fungerer skal undersøges nærmere.

Syge æbletræer sover ud

Der er flere interessante anvendte perspektiver i vores opdagelse.

Laser-skanning kunne for eksempel være en billig måde at overvåge træafgrøders sundhed på. I en æbleplantage kan man på den måde se, om et træ lider af vandmangel eller sygdom, før det bliver synligt for det menneskelige øje – og på et tidspunkt, hvor man stadigvæk kan nå at sætte ind, før det er for sent.

Med andre ord er det vigtigt at få en god nats søvn. Også for træer.