24.02.2022

Sapere

Let’s talk: Wie Pflanzen sprechen

Pflanzen haben weder Mund noch Ohren und scheinbar schlechte Voraussetzungen, um Informationen zu senden und zu empfangen. Trotzdem haben sie eine Vielfalt an faszinierenden Methoden entwickelt, um sich mit anderen Lebewesen auszutauschen. Sie kommunizieren mit optischen und chemischen Signalen oder mithilfe von Pilzen und können sogar Informationen an ihre Nachkommen weitergeben.
[Translate to Italian:] Eine Blüte der Spiegel-Ragwurz täuscht vor, ein Weibchen zu sein

[Translate to Italian:] Die Blüte der Spiegel-Ragwurz täuscht mit Aussehen und Duft vor, das Weibchen einer

Dolchwespe zu sein. Bild: Pietro Niolu/Wikipedia Commons, CC BY-SA 3.0

 

Reden können Pflanzen zwar nicht, doch auch sie machen Geräusche! Im Inneren von Baumstämmen knackt es bei grosser Trockenheit, da Luft den Saftfluss unterbricht. Auch andere Pflanzen geben Töne im Ultraschallbereich von sich, selbst wenn sie für uns nicht hörbar sind. Umgekehrt wurden auch Hinweise darauf gefunden, dass einige Pflanzen Töne und Vibrationen wahrnehmen und darauf reagieren können. Mais-Wurzeln gaben in einer Studie nicht nur beim Wachsen Töne von sich, sie wuchsen auch in die Richtung der Töne von anderen Pflanzen.

 

Weitere Experimente konnten zeigen, dass Blüten mehr Pollen ausschütten, wenn sie das Summen von Bienen „hören“ oder dass die Wurzeln von Erbsen in die Richtung von plätscherndem Wasser wachsen. Auch wenn die meisten Geräusche von Pflanzen eher zufällig sind, haben sie vielleicht noch die eine oder andere Überraschung zu bieten, denn bisher wurde die akustische Kommunikation von Pflanzen wenig untersucht.

 

Vielfalt an Farben und Formen

 

Gut erforscht ist, dass Pflanzen mit ihren Formen und Farben Signale an Tiere senden. Vor allem Blüten locken so Bestäuber an. Allgemein haben viele Blütenpflanzen die Strategie, nur bestimmte Tierarten anzulocken. Denn so können sie sicherstellen, dass die Bestäuber die Pollen mit grosser Wahrscheinlichkeit zu einer Pflanze derselben Art weitertragen und diese so befruchten. Violette oder blaue Blüten ziehen dabei besonders viele Bienen an, da diese die Farbtöne in diesem Spektrum besonders gut wahrnehmen. Weisse Blüten dagegen sind nachts besser sichtbar und locken Nachtfalter an. Die Blüte der Spiegel-Ragwurz ist besonders schlau: Sie ahmt das Aussehen und auch den Geruch von weiblichen Dolchwespen nach und lockt so die Männchen zur vermeintlichen Begattung an. 

 

Die Blüten des Echten Seifenkrauts (Saponaria officinalis) duften abends und nachts besonders stark und werden dann von Nachtfaltern besucht. Bild: MurielBendel/Wikimedia Commons

 

Die Sprache der Chemie

 

Während Tiere sehen, hören, fühlen und Laute von sich geben, senden und empfangen Pflanzen Signale oft mithilfe von organischen Verbindungen. Meist sind es Informationen, die sie selbst oder ihre Artgenossen schützen oder ihre Fortpflanzung ermöglichen sollen. Im Boden können die feinen Wurzelhaare von Pflanzen etwa chemische Signale von anderen Pflanzen erkennen. Die Wurzeln mancher Pflanzen hören auf, in die Richtung ihrer Artgenossen zu wachsen, um ihnen Platz zu lassen.

 

Ein besonders wichtiges Kommunikationsmittel sind flüchtige organische Verbindungen (englisch: volatile organic compounds, VOCs), die auch als Pflanzenhormone bekannt sind. Sie werden von der Pflanze produziert und entweichen dann als Gase in die Luft, wo sie zu anderen Lebewesen transportiert werden. Schon unter normalen Bedingungen setzen Pflanzen Dutzende solcher VOCs frei. In Stresssituationen, zum Beispiel wenn sie unter Trockenheit oder Fressfeinden leiden, sind es noch viele mehr. Allein bei einem Waldspaziergang atmen wir Hunderte verschiedene Pflanzenhormone ein, aber nur wenige davon können wir Menschen als Geruch wahrnehmen. Dazu gehören etwa die Terpenoide aus, die für den typischen Nadelbaum-Geruch sorgen. Sie dienen vermutlich der Abwehr gegen Fressfeinde und können sich sogar positiv auf unsere Gesundheit auswirken.

 

Der typische Geruch von Erde stammt übrigens nicht von Pflanzen, sondern von bestimmten Bakterien, den Streptomyceten, die die Verbindung Geosmin freisetzen. Damit vertreiben sie möglicherweise Tiere, die ihre Nahrungsgrundlage fressen würden.

 

Serie Let's talk. Die Wissenschafts-Olympiade bringt junge Menschen aus allen Ecken der Schweiz zusammen. Sie spricht also mehr als drei Sprachen. Wie funktioniert das genau? Dann: Wie reden eigentlich die Wissenschaften? Und was haben Tiere und Pflanzen zu sagen? Das sind die Fragen, die wir in der Serie beleuchten. Eine schöne Art, unsere jüngste Olympiade zu begrüssen: die Linguistik-Olympiade. 

 

Freunde anlocken

Blüten stossen Duftstoffe aus, um Bestäuber auch aus weiter Entfernung anzulocken, was den Effekt der Farben und Formen ergänzt. Während viele Blumen einen süssen Duft verströmen, stinken einige regelrecht, z. B. die tropische Titanwurz, die nach Aas riecht. So lockt sie Fliegen oder Käfer an, die sich von toten Tieren ernähren. 

 

Pflanzen locken mit ihren Duftstoffen nicht nur Bestäuber an, sondern auch die Fressfeinde ihrer Fressfeinde. Pflanzen reagieren auf den Speichel von Pflanzenfressern, der in ihre angeknabberten Blätter eindringt, und produzieren dann bestimmte VOCs. Zum Beispiel merken Bohnen, Tabak- oder Maispflanzen, wenn sie von Raupen angefressen werden, und produzieren dann Stoffe, die räuberische Insekten anlocken, welche dann die Raupen bekämpfen. Solche nützlichen Insekten sind etwa Schlupfwespen, die ihre Eier in die Larven der Schädlinge legen. Die geschlüpften Larven der Schlupfwespen fressen diese dann von innen heraus auf.

 

Wird Mais von einer Schmetterlingsraupe angefressen, kann er mit Duftstoffen die Fressfeinde der Raupe anlocken. Keith Weller/Wikimedia Commons

 

Vielseitiges Ethylen

Eine der bekanntesten VOCs von Pflanzen ist das Ethylen, eine einfache organische Verbindung mit der Formel C2H4. Es wird von vielen Pflanzen und zu unterschiedlichen Zwecken produziert. Generell hemmt oder fördert Ethylen in Pflanzen die Bildung von bestimmten Enzymen. Eine wichtige Rolle spielt das Ethylen als Wachstumshormon bei der Entwicklung von Pflanzenteilen wie den Blüten oder beim Zelltod, etwa vor dem Abwurf von Blättern. Es bewirkt auch die Fruchtreifung, wobei zum Beispiel Stärke in Zucker umgewandelt wird. Weiche und süsse Früchte sind besonders attraktiv für Tiere, welche die Früchte fressen und dann die unverdauten Samen ausscheiden und so verbreiten. Ethylen wird ausserdem vermehrt produziert, wenn die Pflanze unter Stress leidet.

 

Das Netzwerk im Boden

Neben der Kommunikation über die Luft mit Hilfe von zahlreichen flüchtigen Pflanzenhormonen geschehen auch im Boden, vor unseren Augen verborgen, erstaunliche Dinge. Dort zieht sich ein riesiges Netzwerk aus Wurzeln und Pilzfäden (Myzelien) durch die Erde, vor allem in Wäldern. Bäume und andere Pflanzen leben mit Pilzen in Symbiose, das heisst, sie helfen sich gegenseitig. Die Pilze machen schwer verfügbare Nährstoffe im Boden für die Pflanze verfügbar, und im Gegenzug produziert diese in ihren Blättern organische Verbindungen, die sie durch die Wurzeln den Pilzen als Nahrung zur Verfügung stellt. Dieses Netzwerk verbindet sogar Pflanzen untereinander, die so Informationen austauschen und sich etwa vor Fressfeinden warnen können, ähnlich wie mit VOCs. So können Bohnen über das Netzwerk aus Wurzeln und Pilzfäden Artgenossen warnen, wenn sie von Blattläusen befallen werden, sodass auch gesunde Bohnen entsprechende Abwehrstoffe produzieren können.

 

Quelle: Redaktion SimplyScience.ch. Erstellt am 21.09.2021. 

 

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