Das Innenleben der Pflanzen kann Sie überraschen

geheimes Leben der Pflanzen
Pflanzen können Insekten anlocken, damit sie ihr Gebot abgeben. Thomas Dallimore, Autor zur Verfügung gestellt

Vor ungefähr 4.5 Milliarden Jahren war die Landoberfläche der Erde unfruchtbar und ohne Leben. Es würde weitere 2 Milliarden Jahre dauern, bis die ersten Einzeller im Ozean auftauchten, einschließlich der ersten Algen Grypania spiralis, was ungefähr der Größe eines 50-Pence-Stücks entsprach.

Pflanzen, die aus vielen Zellen bestehen, gibt es erst seit etwa 800 Millionen Jahren. Um an Land zu überleben, mussten Pflanzen sich vor UV-Strahlung schützen und Sporen und später Samen entwickeln, die ihnen eine weitere Ausbreitung ermöglichten. Diese Innovationen trugen dazu bei, dass Pflanzen zu einer der einflussreichsten Lebensformen der Erde wurden. Heute kommen Pflanzen in jedem größeren Ökosystem der Erde vor und Wissenschaftler beschreiben jedes Jahr mehr als 2,000 neue Arten.

David Attenboroughs neuer Dokumentarfilm Der grüne Planet stellt Pflanzen und ihre Fähigkeit, uns zu inspirieren, ins Rampenlicht. In nur einem aktuellen Beispiel haben Ingenieure erfolgreich die Form von geflügelten Ahornsamen nachgeahmt zu entwerfen neue Windkraftanlagen.

Pflanzen bergen viele Geheimnisse, die Wissenschaftler noch entdecken müssen. Aber hier sind fünf Entdeckungen, die uns geholfen haben, unsere entfernten grünen Cousins ​​in einem neuen Licht zu sehen.

1. Pflanzen „sprechen“ miteinander

Natürlich besitzen Pflanzen keine Stimmbänder und können daher nicht so sprechen wie wir. Aber sie verwenden chemische und elektronische Signale, um Reaktionen auf ihre Umgebung zu koordinieren.

Wenn Pflanzenzellen beschädigt werden, wie Gras, das von einem Rasenmäher geschnitten wird, setzen sie Proteinfragmente frei, die von umliegenden Pflanzen erkannt werden können. Es ist wie ein Nachbarschaftsüberwachungssystem: Wenn eine Pflanze beschädigt wird, werden die anderen benachrichtigt, dass in der Nähe eine Gefahr besteht. Dies kann eine Immunantwort oder andere Abwehrmechanismen auslösen.

Ebenso können Pflanzen Bestäuber in ihrer Nähe erkennen und Chemikalien freisetzen, um sie anzulocken. Diese Signale machen Pflanzen zu sehr komplexen Kommunikatoren.

2. Pflanzen können sich bewegen

In seinem wegweisenden Buch Die Kraft der Bewegung in Pflanzen, veröffentlicht im Jahr 1880, beschrieb Charles Darwin die Fähigkeit von Pflanzen, sich vom Licht weg oder auf das Licht zuzubewegen. Wissenschaftler nennen das Phototropismus. Es ist jetzt bekannt, dass Pflanzenbewegungen nicht nur durch Licht, sondern auch durch Wasser, Nährstoffe und als Reaktion auf die Beweidung durch Tiere und die Konkurrenz durch andere Pflanzen gelenkt werden.

Pflanzen können an Ort und Stelle eingefroren erscheinen und dazu bestimmt sein, dort zu bleiben, wo ihre Samen keimen. Tatsächlich passen Pflanzen ihre Blätter, Wurzeln und Stängel ständig an, um ihre Überlebenschancen zu verbessern. Beispielsweise werden die schattierten Seiten der Stängel immer länger, um sicherzustellen, dass die Pflanze in einem hormonvermittelten Prozess zum Licht wächst. Wurzeln zeigen den gegenteiligen Effekt und bewirken, dass sie vom Licht wegwachsen.


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In einigen Extremfällen können sich Pflanzen sogar über einen ganzen Wald bewegen. Nomadische Reben wachsen vom Boden eines Baumstammes nach oben und lösen sich dann vom Boden. Später schlagen sie Luftwurzeln und steigen wieder ab, was ihnen erlaubt zwischen Bäumen bewegen.

3. Pflanzen können im Weltraum wachsen

Die Idee, den Weltraum zu durchqueren und auf anderen Planeten zu leben, hat die menschliche Vorstellungskraft schon lange angeregt. Es wurden jedoch keine Planeten mit der gleichen Umgebung wie die Erde gefunden. Wir wissen, dass Pflanzen Experten darin sind, Umgebungen an die Bedürfnisse eines komplexeren Lebens anzupassen. Als frühe Wälder mit der Photosynthese begannen, reicherten sie die Erdatmosphäre mit Sauerstoff an und zogen CO₂ ab, wodurch der Planet lebensfreundlicher wurde.

Könnte der Anbau von Pflanzen auf fernen Planeten sie für unsere Bedürfnisse besser geeignet machen? Während des Weltraumrennens zwischen der UdSSR und den USA in den 1950er und 1960er Jahren untersuchten Wissenschaftler, wie Pflanzen im Weltraum wachsen und sich entwickeln. Bisher haben Wissenschaftler 17 verschiedene Pflanzenarten in spezialisierten Kammern gezüchtet, darunter Nutzpflanzen wie Mais, Weizen, Tomaten und Salat. Es bleiben große Herausforderungen für den Anbau von Pflanzen auf der Erde außerhalb unserer Atmosphäre, einschließlich der Strahlung während des Weltraumflugs und der Unterschiede in den Gasbewegungen im Weltraum im Vergleich zur Erde. Wenn Sie denken, dass es schwierig ist, eine Pflanze zu Hause am Leben zu erhalten, versuchen Sie es im Weltraum.

Die Fähigkeit, einen Planeten zu terraformen – ihn für Menschen bewohnbar zu machen – bleibt schwer fassbar. Aber große Fortschritte in der Pflanzenwissenschaft in den letzten Jahren machen dies zu einem erreichbaren Ziel, vielleicht noch zu Lebzeiten der heute lebenden Menschen.

4. Jede zehnte Pflanze wächst auf anderen Pflanzen

Einige der größten Organismen auf dem Planeten sind oft mehrere zehn Meter hoch. Redwood-Bäume zum Beispiel können über 100 Meter hoch werden. Wissenschaftler begannen zunächst, ihre hohen Waldkronen zu untersuchen, indem sie Affen trainierten oder geschickte Kletterer einsetzten, um Proben zu sammeln. Einige benutzten sogar Schrotflinten, um Proben abzuschießen.

Erst in den 1980er Jahren wurde die Baumkronenforschung durch den Einsatz von Seilklettertechniken, die dem Bergsteigen entlehnt sind, zu einer eigenständigen wissenschaftlichen Disziplin. Später gehörten Kräne, Ballons und Drohnen zum Werkzeugkasten vieler Wissenschaftler. Aber warum riskieren Sie Ihr Leben, um auf einen Baum zu klettern? Was ist da los?

Es wird geschätzt, dass bis zu 80% der Arten in einem Wald entweder nutzen oder ihr ganzes Leben in den Baumkronen verbringen. Jede zehnte aller bekannten Arten von Gefäßpflanzen – Arten, die venenartige Gefäße verwenden, um Wasser und Nährstoffe durch ihren Körper zu transportieren – wächst auf anderen Pflanzen.

Diese werden Epiphyten genannt. Sie sind keine Parasiten, sondern nutzen ihren Wirt zur körperlichen Unterstützung. Dies verschafft ihnen einen Vorteil gegenüber Pflanzen, die im Unterholz des Waldes wachsen, wo Licht knapp ist. Die meisten Orchideen wachsen auf Bäumen und ein einzelner Baum kann bis zu 50 Arten von Epiphyten beherbergen. Oft bringen diese Epiphyten mehr Blätter als ihr Wirtsbaum.

5. Pflanzen können globale Veränderungen anzeigen

Organismen reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in ihrer Umgebung, und insbesondere Pflanzen werden seit Jahrhunderten verwendet, um diese Veränderungen zu erkennen. Wenn sich die Blätter im Herbst zu verfärben beginnen, kündigt dies normalerweise die Ankunft kühlerer und dunklerer Monate an.

Bestimmte Farnarten sind besonders anfällig für Veränderungen ihres lokalen Klimas. Filmfarne wachsen in schattigen Regionen tropischer Wälder, normalerweise in der Nähe von Baumwurzeln oder auf nassen Felsen. Sie sind auf Wasser und niedrige Temperaturen angewiesen und sind gute Indikatoren für bevorstehende Dürre und steigende Temperaturen.

Seit den 1980er Jahren steigt die globale Durchschnittstemperatur als direkte Folge der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, die vor Millionen von Jahren von Pflanzen während der frühen Waldbildung abgelagert wurden. Wir leben in einer Zeit des Wandels und zu verstehen, wie Pflanzen auf Klimaveränderungen reagieren, kann uns dabei helfen, uns auf die Zukunft vorzubereiten.Das Gespräch

Über den Autor

Sven Batke, Dozent für Biologie, Edge Hill Universität

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Ing.
  

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