Durstige Tomaten senden Ultraschallgeräusche

Andere Pflanzen könnten zuhören

von Stuart Thompson, Dozent für Pflanzenbiochemie, Universität von Westminster am 03.05.2023 in The Conversation (CC BY-ND 4.0)

Pflanzen mögen uns als stille, gleichgültige Organismen erscheinen, aber neuere Forschungen haben ergeben, dass sie hohe, klickende Töne von sich geben, wenn sie um Wasser ringen. Im Prinzip könnten benachbarte Pflanzen diese Geräusche wahrnehmen und darauf reagieren. Wissenschaftler in Israel zeichnen kurze Geräuschimpulse auf, die von Tabak- und Tomatenpflanzen in einem Gewächshaus ausgehen. Sie traten häufiger auf, wenn die Pflanzen nicht gegossen worden waren oder wenn sie große Mengen an Wasser über ihre Blätter verloren.

Die Geräusche waren etwa so laut wie ein leises Gespräch, lagen aber meist zwischen 40.000 und 60.000 Hz, was für das menschliche Gehör, das nur bis etwa 20.000 Hz reicht, zu hoch ist. Für Hunde, die bis zu 45.000 Hz hören können, und für Katzen, deren Gehör bis zu 64.000 Hz reicht, sollten sie jedoch hörbar sein.

Viele Menschen denken bei Pflanzen an hübsches Grünzeug. Unverzichtbar für saubere Luft, ja, aber einfache Organismen. Ein Wandel in der Forschung erschüttert die Art und Weise, wie Wissenschaftler über Pflanzen denken: Sie sind viel komplexer und uns ähnlicher, als man sich vorstellen kann. Dieses blühende Wissenschaftsgebiet ist zu reizvoll, um ihm in einem oder zwei Artikeln gerecht zu werden. Dieser Artikel ist Teil einer Serie mit dem Titel Plant Curious, in der wissenschaftliche Studien vorgestellt werden, die die Sichtweise der Pflanzenwelt in Frage stellen.

Es ist zwar schön zu glauben, dass Pflanzen einander durch Geräusche Nachrichten über Wasserknappheit übermitteln, aber das ist vielleicht nicht der Fall. Stattdessen könnten die Geräusche darauf zurückzuführen sein, dass sich in den Stängeln der Pflanzen durch einen einfachen physikalischen Prozess Blasen bilden. Pflanzen verlieren durch Verdunstung Wasser aus ihren Blättern, wenn sie Photosynthese betreiben. Anstatt das Wasser aktiv zu ihren Blättern zu befördern, machen sich die Pflanzen geschickt die Art und Weise zunutze, wie Wassermoleküle aneinander haften.

Das Wasser wird von den Wurzeln in engen Röhren nach oben transportiert, die jeweils mit einer durchgehenden Wassersäule gefüllt sind. Wenn ein Wassermolekül verdunstet, zieht es das nächste Molekül an sich, das wiederum das nächste an sich zieht, ähnlich wie beim Saugen eines Getränks durch einen Strohhalm. Wenn die Verdunstung der Blätter am größten ist, mitten am Tag, oder wenn die Pflanze nicht so leicht Wasser aus ihren Wurzeln aufnehmen kann, weil der Boden zu trocken ist, kann die Wassersäule brechen. Dadurch bildet sich eine Blase in der Röhre.

Dies sind genau die Umstände, unter denen die Ultraschallimpulse auftraten, so dass dies die beste Erklärung zu sein scheint. Tatsächlich wurden Klickgeräusche, die durch das Zerbrechen von Wassersäulen verursacht werden, schon oft aufgezeichnet und manchmal verwendet, um zu messen, wie stark die Pflanzen von der Trockenheit betroffen sind. Bei den meisten früheren Untersuchungen wurden jedoch Mikrofone verwendet, die an der Oberfläche der Pflanze befestigt waren. In der israelischen Studie wurden die Geräusche mit Mikrofonen in einiger Entfernung von der Pflanze aufgezeichnet.

Es war die erste Studie, die zeigte, dass diese Klicks in einer Entfernung von bis zu fünf Metern gehört werden können. Das bedeutet, dass die Klickgeräusche, auch wenn sie nicht beabsichtigt sind, für andere Pflanzen oder Tiere nützliche Informationen enthalten könnten. Andere Pflanzen könnten darauf reagieren, indem sie ihren Wasserverbrauch reduzieren. Sie schalten beispielsweise die Photosynthese ab. Insekten in der Nähe könnten erkennen, dass die klickende Pflanze anfällig für Angriffe ist.

Eine andere Welt

Manche Menschen mögen Pflanzen für passiv halten, aber alle Organismen nutzen die ihnen zur Verfügung stehenden Informationsquellen, um sich an ihre Umwelt anzupassen. In der Tat gibt es viele Beispiele dafür, dass Pflanzen Informationen mit anderen Pflanzen und mit Tieren austauschen. Frühere Studien über die „Sprache“ der Pflanzen haben sich vor allem auf die Kommunikation über den Duft konzentriert. Wir wissen, dass Blumen ihren Geruch nutzen, um Insekten zur Bestäubung anzulocken. Hummeln können sogar zwischen verschiedenen Blütenduftmustern unterscheiden.

Viele Pflanzen setzen auch chemische Stoffe frei, die ihre Nachbarn warnen, wenn sie von Krankheiten oder Insekten befallen werden. Als Reaktion darauf können Pflanzen ihre Abwehrkräfte aktivieren, indem sie zum Beispiel Giftstoffe und unangenehm schmeckende Chemikalien freisetzen. Es gibt sogar Beispiele dafür, dass Pflanzen chemische Botschaften nutzen, um parasitische Wespen herbeizurufen, die ihre Eier in Raupen ablegen, oder Raubtiere, die Spinnmilben fressen, die eine Pflanze befallen. Aber es gibt auch immer mehr Belege dafür, dass Pflanzen auf Geräusche reagieren können und dies auch tun.

Bei einigen Blumen wird der Pollen nur durch die Vibrationen freigesetzt, die durch das Summen der Bienen, die gute Bestäuber sind, verursacht werden. Es wurde festgestellt, dass Schallfrequenzen, die im Bereich des menschlichen Gehörs liegen, die Reifung von Tomatenfrüchten verlangsamen und die Keimung und das Wachstum von Mungobohnenkeimlingen beschleunigen.

Eine Studie ergab, dass Erbsenwurzeln ihren Weg durch ein einfaches Labyrinth finden können, indem sie dem Geräusch von fließendem Wasser folgen. Und was die neuen Ergebnisse betrifft, so half weißes Rauschen den Keimlingen der Ackerschmalwand (Arabidopsis), ohne Wasser zu überleben.

Es ist nicht schwer, sich vorzustellen, wie sich das Sammeln von Informationen über den Zustand benachbarter Organismen zu einem Kommunikationssystem entwickelt. So ist es wahrscheinlich, dass die Duftsignale, die Pflanzengruppen helfen, ihre Verteidigung zu koordinieren, ursprünglich ein schneller Weg für einen Zweig einer großen Pflanze waren, um einem anderen mitzuteilen, dass er angegriffen wurde, da das Senden eines Signals durch die Luft der kürzeste Weg war. Möglicherweise konnten sich Pflanzengruppen einen Vorteil verschaffen, indem sie Chemikalien „abhörten“, die von ihren Nachbarn freigesetzt wurden, woraus sich nach und nach ein Informationsaustausch entwickelte. In ähnlicher Weise könnte das Hören auf diese Geräusche von Wasserstress anderen Pflanzen helfen, sich an ihre Umwelt anzupassen.

->Quelle: theconversation.com/thirsty-tomatoes-emit-ultrasonic-sounds-and-other-plants-may-be-listening (CC BY-ND 4.0)