De verbazingwekkende klok van de levende schepping

HEBT u de wonderbaarlijke tijdzin van sommige schepselen opgemerkt? Elk jaar hebben planten hun vaste tijd waarop ze ontkiemen, groeien en bloeien. Die vaste tijden zijn niet bij alle planten hetzelfde — sommige bloeien in het voorjaar, andere in de zomer en weer andere in de herfst en vroege winter. Elke soort weet echter de juiste tijd waarop ze haar verschillende werkzaamheden moet uitvoeren.

Zo is het ook met dieren. Ze broeden en planten zich voort, houden hun winterslaap, migreren en verrichten andere functies alsof ze een nauwkeurig tijdschema volgen. Beschouw de insekten eens die de winter in een sluimertoestand, diapause genaamd, doorbrengen. Tegen het eind van de zomer onderbreken ze, hoewel het nog steeds warm weer is, hun drukke bezigheden in verband met voeding en voortplanting en gaan ze hun winterkwartieren betrekken. Hoe weten ze dat de winter nabij is?

Ook zijn er vogels die naar de tropen migreren om daar de winter door te brengen. Wanneer in het noorden het voorjaar aanbreekt, trekken ze naar huis. Hoe weten ze, aangezien de temperatuur in de tropen ongeveer dezelfde is als toen ze daar aankwamen, dat het thuis bezig is warmer te worden? Velen hebben zich zulke vragen gesteld. U ook?

De wonderbaarlijke tijdmeter

Men gelooft dat de belangrijkste tijdmeter van de levende schepping het licht is. Men heeft over het algemeen altijd gedacht dat de verandering in temperatuur van de seizoenen de verscheidene reacties in planten en dieren op gang bracht. Temperatuur is echter veranderlijk; ze is van jaar tot jaar verschillend. Licht daarentegen is betrouwbaar. Elke willekeurige dag van het jaar heeft zijn eigen vaste lengte van daglicht. Deze verandert nooit. Aldus ontvangt een levend organisme nauwkeurige inlichtingen over de nadering van de seizoenen.

Dit wil niet zeggen dat temperatuur of andere factoren niet eveneens het seizoenritme van planten en dieren kunnen beïnvloeden. Blijkbaar gebeurt dit wel. De belangrijkste tijdmeter schijnt echter de lengte van het daglicht te zijn. Dat de tijd voor de werkzaamheden van verschillende levensvormen door middel van deze wonderbare klok wordt bepaald, is nog maar betrekkelijk kort geleden ontdekt.

Een belangwekkend onderzoek

In 1920 bestudeerden onderzoekers een bepaalde tabaksvariëteit, Maryland Mammoth geheten. Zij trachtten vast te stellen waarom ze zo laat in bloei stond wanneer ze in de buurt van Washington, D.C., groeide. Ofschoon de plant al dagenlang bloeirijp was, was er iets wat haar verhinderde te bloeien totdat het voor haar zaad te laat in het seizoen was om nog rijp te worden.

Er werden veel proefnemingen gedaan, maar ze brachten de reden voor de uitgestelde bloei niet aan het licht. Ten slotte stelde men in broeikassen gekweekte planten kunstmatig aan een verkorte daglichtperiode bloot. Dat was het! De planten bloeiden eerder dan die welke buiten groeiden. Dit verschafte de sleutel met betrekking tot de vraag waarom de Maryland Mammoth in de buurt van Washington, D.C., niet eerder zal bloeien dan laat in het seizoen. De reden is dat pas in de nazomer de daglichtperiode tot de juiste lengte is afgenomen om deze plant te kunnen laten bloeien!

Heeft het licht een soortgelijke invloed op de functies van andere planten? Verdere studies van deze onderzoekers toonden aan dat dit inderdaad het geval is. Er werd ontdekt dat planten in drie groepen kunnen worden ingedeeld, naargelang van hun reactie op de lengte van het daglicht.

In de eerste plaats is er de groep waartoe planten zoals tomaten en komkommers behoren, die niet kieskeurig zijn met betrekking tot de lengte van de dag. Een tweede groep wordt „kortedagplanten” genoemd. Deze bloeien pas als de dagelijkse lichtdosis beneden een bepaald aantal uren blijft. De derde groep wordt „langedagplanten” genoemd. Deze bloeien wanneer het daglicht een bepaald aantal uren overschrijdt.

Waarde van bevindingen

Door deze onderzoekingen worden vele vragen beantwoord. Er wordt door verklaard waarom planten van een bepaalde soort in verschillende tijden van het jaar kunnen worden geplant en toch allemaal op dezelfde tijd bloeien. Ook wordt er door onthuld waarom bepaalde planten in speciale streken bloeien maar in andere gebieden helemaal niet tot bloei zullen komen.

Landbouwkundigen stellen thans door een routineonderzoek de vereiste hoeveelheid licht van de planten vast. Sommige planten hebben een zeer speciale daglichtlengte nodig. Verschillende ui- en sojaboonvariëteiten doen het pas op hun best als ze binnen een bepaalde breedtegordel van ongeveer 250 kilometer groeien. Als ze meer noordelijk of zuidelijk daarvan worden gekweekt, zal de oogst wellicht mislukken.

De hoeveelheid daglicht die planten nodig hebben, kan ertoe leiden dat bloemenliefhebbers worden teleurgesteld. Iemand verkrijgt wellicht wanneer hij op reis is een kleurrijke plant voor zijn tuin, maar thuis wil ze misschien niet bloeien. Wat is de oorzaak? Het daglicht in de streek waar hij woont is misschien niet lang genoeg van duur om de plant te laten bloeien.

Zo is er bijvoorbeeld de veel in rotstuinen voorkomende plant Sedum telephium (hemelsleutel), die in het zuiden van de Amerikaanse staat Vermont groeit. Ze heeft echter een dagelijkse dosis van minstens zestien uur licht nodig om te kunnen bloeien. In Vermont krijgt ze die. Zou men de plant echter erg ver naar het zuiden meenemen, dan zou ze als gevolg van te weinig daglicht niet bloeien.

Aan de andere kant mag men blij zijn dat er in het noorden van de Amerikaanse staat Maine weinig of geen Ambrosia voorkomt. (Het stuifmeel van de kruidachtige plant Ambrosia is hooikoorts- en astmaverwekkend.) Ambrosia zal pas bloeien als het daglicht tot veertien en een half uur daalt. In het noorden van Maine komt dit pas na 1 augustus voor, zodat het zaad niet genoeg tijd krijgt om rijp te worden voordat het koude weer aanbreekt.

Hoe planten licht bespeuren

De ontdekking van deze feiten omtrent de manier waarop planten op de lengte van het daglicht reageren, heeft ook iets anders duidelijk gemaakt. Planten moeten iets in zich hebben waarmee ze de verandering in daglichtlengte bespeuren en waardoor ze dienovereenkomstig reageren. Nog maar zeer kort geleden heeft men deze stof, „fytochroom” genaamd, weten te isoleren.

Fytochroom is een blauwachtige, lichtgevoelige kleurstof die rood licht absorbeert. Men heeft aangetoond dat veel planten sneller rijpen wanneer ze aan de rode golflengte van het licht worden blootgesteld. Op de een of andere manier werkt het licht in op het fytochroom om de groeiveranderingen in een plant, van het zaadstadium tot en met het rijp-zijn, ordelijk te doen verlopen. Men heeft echter nog niet begrepen hoe dit precies in zijn werk gaat.

Lichtbehandeling

Veel tuiniers gebruiken deze kennis over de wijze waarop planten op licht reageren thans met goed resultaat. Door de lengte van de tijd gedurende welke men een plant aan licht blootstelt te regelen, kunnen zij haar laten bloeien wanneer zij dat maar wensen. Zo genieten zij in de winter van bloemen die normaal alleen ’s zomers verschijnen, en die welke normaal in de herfst bloeien, kunnen zij dit nu in andere seizoenen laten doen.

Een chrysant is bijvoorbeeld onder normale omstandigheden een ’herfstbloeier’. U kunt er echter voor zorgen dat de plant in de zomer bloeit. Het enige wat u hoeft te doen, is de plant in de namiddag met karton af te dekken en ’s morgens het karton weer te verwijderen. De verlengde periode van duisternis zal maken dat de chrysanten reageren alsof het herfst is en ze zullen dus zomerbloemen geven.

Aan de andere kant zou iemand misschien graag in de winter bloemen willen hebben die normaal alleen maar ’s zomers verschijnen. Door de planten een dagelijkse dosis kunstlicht te geven nadat de dag voorbij is, kan men ze laten reageren alsof de lange zomerdagen reeds zijn aangebroken. Zo zullen ze dus tijdens de korte winterdagen bloeien.

Uitwerking op dieren

Nadat men de opmerkelijke uitwerking van de lengte van het daglicht op planten had ontdekt, werden er onderzoekingen verricht om erachter te komen of dieren op dezelfde wijze werden beïnvloed. Het resultaat dat ook bij vele dieren werd ontdekt, was dat ze de tijd voor hun seizoen-routinebezigheden met behulp van de daglichtduur bepalen.

De eerste experimenten niet vogels werden op spreeuwen uitgevoerd. Gewoonlijk paren de spreeuwen in het voorjaar, wanneer de dagen langer worden. De korte decemberdagen werden evenwel kunstmatig verlengd door, nadat de zon was ondergegaan, in de ruimte waar de vogels zich bevonden het licht aan te draaien. Binnen enkele dagen begonnen de spreeuwen te ruien en het kleurrijke verenkleed van hun lentepaartijd aan te doen. Hun broedschema werd vier maanden vervroegd door de dagelijkse lichthoeveelheid waaraan ze werden blootgesteld te verlengen!

Soortgelijke experimenten werden op fretten uitgevoerd; de tijd van voortplanting voor deze dieren valt normaliter in de lente of vroege zomer. Ook deze diertjes paarden in de winter wanneer ze aan extra lichtperiodes werden blootgesteld. Zowel spreeuwen als fretten zijn „langedagschepselen”. Ze behoren tot de schepselen die seksueel gunstig reageren op lange lichtperiodes.

Veel andere dieren evenwel, zoals geiten, schapen en herten, hebben hun paartijd in de herfst. Ze worden seksueel gunstig beïnvloed door de kortere duur van het daglicht. Daarom zorgen schapenfokkers die vroeg in het voorjaar lammeren wensen, ervoor dat hun beesten laat in de zomer minder daglicht krijgen. Door de schapen in juli en augustus tegen het eind van de dag in schuurtjes te brengen, laten zij het voortplantingsproces vroeger beginnen.

Ook met insekten, met inbegrip van de zijderups, heeft men veel belangwekkende experimenten uitgevoerd. De eieren, die in het najaar worden gelegd, brengen de winter in een sluimertoestand door. In het voorjaar komen de larven, of wormen, uit. De larven veranderen spoedig in poppen, en vervolgens in volwassen vlinders. Eieren die in de vroege zomer worden gelegd, maken geen sluimerperiode door.

Door proeven is gebleken dat de reden waarom eieren die in de vroege zomer worden gelegd niet in een sluimertoestand geraken terwijl dit met najaarseieren wel het geval is, aan de lengte van het daglicht is toe te schrijven. Door kunstmatige regeling van het licht kan men ervoor zorgen dat zijdevlinders de ene generatie na de andere voortbrengen zonder dat ook maar één van hun eieren een sluimerstadium doormaakt. Wanneer echter de tijdsduur van de lichtbehandeling wordt veranderd, leggen de vlinders eieren die een sluimertoestand doormaken.

Blijkbaar hebben de dieren, net als de planten, een of ander mechanisme in zich dat hun verscheidene reacties op de tijdsduur van het licht op gang brengt. Men gelooft dat er een hormoon bij betrokken is. Er zijn echter weinig details bekend over de wijze waarop de informaties over de lichttijdsduur worden ontvangen of overgebracht.

Ofschoon de mens veel over de talrijke wonderen der schepping heeft geleerd, wordt hij er voortdurend aan herinnerd hoeveel er nog een mysterie voor hem blijft. Dit wordt opnieuw geïllustreerd door de studie over de uitwerking van het licht op de levende schepping.