Is een plant die onder nul door blijft groeien, mogelijk?

File source: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Siberian_autumn_in_taiga..JPG

Bij temperaturen onder nul groeien alleen ijsbloemen op de ruiten. Maar zouden er ook planten kunnen bestaan die zelfs onder het vriespunt door blijven groeien?

Op aarde groeit er niets dan sneeuwalgen onder deze condities. Maar zou er in theorie bijvoorbeeld een boomsoort kunnen bestaan die ook onder een eeuwige winter kan overleven?

Vloeibaar water essentieel voor leven

Het is niet voor niets dat exobiologen altijd in eerste instantie de vraag stellen, of op een bepaalde plaats vloeibaar water voorkomt. Water is het transport- en oplosmiddel in alle bekende levende wezens. Zonder vloeibaar water kunnen sappen niet stromen en is er geen transport binnen een plant mogelijk. En dus geen groei. Met andere woorden: tenzij een plant gebruik kan maken van een ander oplosmiddel dan water met een lager vriespunt, komt het leven tot stilstand onder nul.

Vriespuntverlagers

Maar toch is er een oplossing. Veel winterharde planten gebruik van het vriespuntverlagingseffect. Hoe meer mol van een stof op is gelost in water, hoe lager het vriespunt (en hoe hoger het kookpunt). De molaire vriespuntverlaging van water is 1,86 graad C (of Kelvin) per opgeloste mol. Dit verklaart, waarom zeewater pas onder -2 Celsius bevriest. Planten kennen veel hogere concentraties ionen en opgeloste stoffen, waardoor sommige groenblijvende planten temperaturen onder de -6 graden kunnen overleven.

De naaldbomen in de Siberische taiga kunnen extreem lage temperaturen overleven. Hun groei staat dan wel stil. Bron

Grotere trukendoos van altijdgroene naaldbomen

In het hoge noorden van Azië, Amerika en Europa trotseren eeuwig groene dennen- en sparrenwouden de koude die in het uiterste noorden van Siberië tot -60 graden kan bereiken. Omdat het groeiseizoen hier maar kort duurt – twee tot drie maanden – kunnen deze bomen het zich niet veroorloven om blad te verliezen, zoals in zuidelijker streken. In plaats daarvan beschermen ze zich tegen de kou met andere trucs. Speciale antivries-eiwitten voorkomen dat zich naalden van ijs vormen die anders de cellen lek zouden prikken. Ook zorgen de hoge suikergehaltes in de naalden dat het vriespunt flink wordt verlaagd. Daardoor kunnen ze meteen beginnen met groeien, zodra de temperaturen boven nul komen. Daardoor kunnen ze elke dag van het korte groeiseizoen benutten.

IJsalgen en korstmos

Er bestaan algensoorten die in en onder het zee-ijs leven. In feite leven deze in kleine holtes, waarbinnen er vloeibaar water is. De temperatuur daar is vlak onder nul. Ook deze ijsalgen bezitten een vorm van antivries. Korstmossen op Antarctica, zoals het Antarctisch korstmos, kunnen evenmin ver onder nul groeien, maar kunnen wel extreem lage temperaturen overleven. Ze maken gebruik van de korte periodes dat de temperatuur boven nul is om te groeien. Deze groei is dan wel extreem langzaam, rond een centimeter per jaar.

En lagere temperaturen?

Er is geen natuurkundig of chemisch mechanisme denkbaar waar de bestaande aardse planten zouden kunnen groeien bij tientallen graden onder nul, zonder een vorm van kas of bijverwarming. Bij buitenaards leven is het in theorie wel mogelijk. Stel dat ammoniak in plaats van water de transportvloeistof zou zijn in de cel, dan zou de levensvorm veel lagere temperaturen kunnen overleven – en daarbij kunnen groeien – dan aardse levensvormen. Ammoniak bevriest namelijk bij veel lagere temperaturen dan water.

Published
Categorized as Wetenschap

By Germen Roding

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: Wageningen Universiteit, tropisch landgebruik met specialisaties plantenteelt en visteelt (master), natuurkunde (gedeeltelijke bachelor), informatica (praktijkervaring)

1 comment

Leave a comment