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Wenn Sie wie ich sind, haben Sie es geschafft, selbst die härtesten Zimmerpflanzen zu töten (ja, trotz eines Doktortitels in Pflanzenbiologie). Aber stellen Sie sich eine Welt vor, in der Ihre Pflanzen Ihnen genau sagen, wann sie gegossen werden müssen. Dieser Gedanke, wie sich herausstellt, ist vielleicht gar nicht so dumm.

Sie sind vielleicht mit der wachsenden Zahl von Arbeiten vertraut, die liefert Beweise für Pflanzen können Geräusche um sich herum wahrnehmen. Jetzt deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass sie auch Luftgeräusche als Reaktion auf Stress erzeugen können (z. B. durch Dürre oder Schnittverletzungen).

Ein Team unter der Leitung von Experten der Universität Tel Aviv hat gezeigt, dass unter anderem Tomaten- und Tabakpflanzen nicht nur Geräusche machen, sondern auch laut genug, damit andere Lebewesen es hören können. Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht heute in der Zeitschrift Cell helfen uns dabei, uns auf die reiche akustische Welt der Pflanzen einzustimmen – eine, die sich überall um uns herum abspielt, aber nie ganz in menschlicher Hörweite ist.

Pflanzen können zuhören, aber jetzt können sie sprechen!

Pflanzen sind „sessile“ Organismen. Sie können vor Stressoren wie Pflanzenfressern oder Trockenheit nicht davonlaufen.

Stattdessen haben sie komplexe biochemische Reaktionen und die Fähigkeit entwickelt, ihr Wachstum dynamisch zu verändern (und Körperteile nachwachsen zu lassen) als Reaktion auf Umweltsignale wie Licht, Schwerkraft, Temperatur, Berührung und flüchtige Chemikalien, die von umgebenden Organismen produziert werden.

Diese Signale helfen ihnen, ihr Wachstum und ihren Fortpflanzungserfolg zu maximieren, sich auf Stress vorzubereiten und ihm zu widerstehen und für beide Seiten vorteilhafte Beziehungen zu anderen Organismen wie Pilzen und Bakterien aufzubauen.

In 2019, Forscher zeigten Das Summen der Bienen kann dazu führen, dass Pflanzen süßeren Nektar produzieren. Andere habe gezeigt weißes Rauschen zugespielt Arabidopsis, eine blühende Pflanze aus der Familie der Senfgewächse, kann eine Dürrereaktion auslösen.

Jetzt hat ein Team unter der Leitung von Lilach Hadany, der auch die oben erwähnte Bienennektar-Studie leitete, Luftgeräusche aufgezeichnet, die von Tomaten- und Tabakpflanzen und fünf anderen Arten (Weinrebe, Henbit-Taubnessel, Nadelkissenkaktus, Mais und Weizen) erzeugt werden. Diese Geräusche waren Ultraschall im Bereich von 20 bis 100 Kilohertz und können daher nicht erkannt werden nach menschlichen Ohren.

Gestresste Pflanzen klappern mehr

Für ihre Forschung platzierte das Team Mikrofone 10 cm von Pflanzenstängeln entfernt, die entweder Dürre ausgesetzt waren (weniger als 5 % Bodenfeuchtigkeit) oder in Bodennähe abgetrennt worden waren. Anschließend verglichen sie die aufgezeichneten Geräusche mit denen von nicht gestressten Pflanzen sowie leeren Töpfen und stellten fest, dass gestresste Pflanzen deutlich mehr Geräusche von sich gaben als nicht gestresste Pflanzen.

Als coole Ergänzung zu ihrem Artikel fügten sie auch einen Soundbit einer Aufnahme hinzu, die auf einen hörbaren Bereich heruntergesampelt und beschleunigt wurde. Das Ergebnis ist ein unterscheidbarer „Pop“-Sound.

Pflanzengeräusche. Khait et al, CC BY-SA282 KB (Download)

 Die Anzahl der Knaller nahm zu, als der Trockenstress zunahm (bevor sie begann abzunehmen, als die Pflanze austrocknete). Darüber hinaus konnten die Geräusche aus einer Entfernung von 3-5 Metern wahrgenommen werden – was auf ein Potenzial für eine Fernkommunikation hindeutet.

Aber was verursacht eigentlich diese Geräusche?

Obwohl dies unbestätigt bleibt, deuten die Ergebnisse des Teams darauf hin, dass „Kavitation“ zumindest teilweise für die Geräusche verantwortlich sein könnte. Kavitation ist der Prozess, durch den sich Luftblasen im wasserleitenden Gewebe oder „Xylem“ einer Pflanze ausdehnen und platzen. Diese Erklärung ist sinnvoll, wenn wir bedenken, dass sowohl Trockenstress als auch Schnitt die Wasserdynamik in einem Pflanzenstamm verändern.

Unabhängig vom Mechanismus scheinen die von gestressten Pflanzen erzeugten Geräusche informativ zu sein. Mithilfe von maschinellen Lernalgorithmen konnten die Forscher nicht nur unterscheiden, welche Art das Geräusch erzeugte, sondern auch, unter welcher Art von Stress sie litt.

Wir haben jetzt den ersten Forschungsbeweis dafür, dass Pflanzen Luftgeräusche erzeugen können, die bis zu einigen Metern Entfernung zu hören sind. Shutterstock

Es bleibt abzuwarten, ob und wie diese Schallsignale in die Werk-zu-Werk-Kommunikation oder die Werk-zu-Umwelt-Kommunikation eingebunden werden könnten.

Die Forschung hat es bisher versäumt, Geräusche von den holzigen Stämmen holziger Arten (zu denen viele Baumarten gehören) zu entdecken, obwohl sie Geräusche von nicht holzigen Teilen einer Weinrebe (einer holzigen Art) erkennen konnten.

Was könnte es für die Ökologie und uns bedeuten?

Es ist verlockend zu spekulieren, dass diese Luftgeräusche Pflanzen dabei helfen könnten, ihren Stress weiter zu kommunizieren. Könnte diese Form der Kommunikation Pflanzen und vielleicht weiteren Ökosystemen helfen, sich besser an Veränderungen anzupassen?

Oder vielleicht werden die Geräusche von anderen Organismen verwendet, um den Gesundheitszustand einer Pflanze zu erkennen. Motten etwa hören im Ultraschallbereich und legen ihre Eier auf Blättern ab, wie die Forscher betonen.

Dann stellt sich die Frage, ob solche Erkenntnisse bei der zukünftigen Lebensmittelproduktion helfen könnten. Der globale Nachfrage denn das Essen wird nur aufgehen. Die Anpassung des Wasserverbrauchs an einzelne Pflanzen oder Feldabschnitte, die den meisten „Lärm“ verursachen, könnte uns dabei helfen, die Produktion nachhaltiger zu intensivieren und Abfall zu minimieren.

Für mich persönlich wäre es sehr dankbar, wenn jemand meinem vernachlässigten Gemüsebeet ein Mikrofon geben und die Benachrichtigungen an mein Telefon senden könnte!

Über den Autor

Alice Hayward, Molekularbiologe, Die Universität von Queensland

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

Ing.