Pflanzen sind nach den Worten von Professor Jack S. Schultz "sehr langsame Tiere". Schultz hat vier Jahrzehnte lang die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Insekten untersucht. Der Wissenschaftler ist mit den Besonderheiten dieses Prozesses vertraut.
Laut dem Forscher kämpfen Pflanzen um Territorium, sind auf der Suche nach Nahrung, weichen Raubtieren aus und fangen Beute. Wie Tiere demonstrieren sie ihr Verhalten und können die Welt wahrnehmen.
Die Meinung des Wissenschaftlers Olivier Hamant
„Um das alles zu sehen, muss man nur einen kurzen Film über eine wachsende Pflanze machen“, sagt der Enthusiast Olivier Hamant, Wissenschaftler an der Universität von Lyon in Frankreich. In der Tat erfasst die Zeitrafferkamera das Verhalten der Pflanzen vollständig, wie jeder, der die Life-Serie von David Attenborough gesehen hat, bezeugen kann.
„Pflanzen benötigen hoch entwickelte sensorische Geräte, die auf unterschiedliche Bedingungen abgestimmt sind, um richtig zu reagieren“, sagt Schultz.
Was ist eine Pflanze? Wenn Sie Daniel Chamovitz von der Universität Tel Aviv glauben, dann unterscheidet sich seine Existenz nicht so sehr von unserer.
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Als Chamovitz 2012 sein Buch What's Plant Knows vorstellte, in dem er untersucht, wie Pflanzen mit der Welt interagieren, war er beeindruckt. "Ich war unglaublich vorsichtig, um zu erraten, worauf die Öffentlichkeit reagieren würde", sagt er.
Pflanzen können fühlen
Das Studium der Pflanzenwahrnehmung hat seit den 1970er Jahren einen langen Weg zurückgelegt. In den letzten Jahrzehnten wurden der Öffentlichkeit immer mehr wissenschaftliche Arbeiten vorgelegt, die die Gefühle von Pflanzen beschreiben. Die Motivation, solche Werke zu schreiben, besteht nicht nur darin, zu zeigen, dass "Pflanzen Gefühle haben". Stattdessen stellt sich die Frage, warum und wie die Pflanze ihre Umwelt wahrnimmt.
Heidi Appel und Rex Cockcroft, Schultz 'Kollegen in Missouri, haben das Hören in Pflanzen erforscht. „Das Wesentliche unserer Arbeit war es, zu rechtfertigen, warum Pflanzen von Geräuschen betroffen sind“, sagt Appel. Klassische Musik spielt für die Pflanze keine Rolle, aber die Exposition gegenüber einer hungrigen Raupe führt zu einer anderen Reaktion.
Die Wissenschaftler Appel und Cockcroft fanden heraus, dass das Summen von Raupen die Freisetzung von Chemikalien aus Pflanzenblättern auslöst, die zur Abwehr von Angriffen benötigt werden.
Wir haben Nasen und Ohren, aber was hat eine Pflanze?
Consuelo de Moraes von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich behauptet zusammen mit seinen Mitarbeitern auch, dass Pflanzen mit Sinnen ausgestattet sind. Parallel zur Fähigkeit, sich nähernde Insekten zu hören, haben sie auch einen Geruchssinn. Pflanzen können die flüchtigen Verbindungen riechen, die von benachbarten Pflanzen freigesetzt werden.
Eine Studie aus dem Jahr 2006 hat gezeigt, wie eine als Rebe bekannte parasitäre Pflanze einen potenziellen Wirt ausspioniert. Die Rebe beginnt sich in der Luft zu winden, bevor sie sich um den Wirt windet und ihm Nährstoffe entzieht.
„Es ist klar, dass diese Pflanzen nichts Besonderes sind. Sie atmen oder hören einfach etwas und handeln dann wie wir entsprechend der Situation “, sagt de Moraes.
Haben Pflanzen und Tiere etwas gemeinsam?
Natürlich gibt es viele wichtige Unterschiede zwischen Pflanzen und Tieren. „Wir wissen wirklich nicht, wie ähnlich die Geruchsmechanismen bei Pflanzen und Tieren sind, weil wir die Mechanismen, mit denen Pflanzen ausgestattet sind, nicht wirklich verstehen“, sagt De Moraes.
Einige Merkmale der Wissenschaft sind jedoch noch klar. Zum Beispiel sind pflanzliche Photorezeptoren gut untersucht. Dennoch verdient dieser Bereich auch große wissenschaftliche Forschung.
Die Forscher Appel und Cockcroft hoffen, Teile der Pflanze zu finden, die auf Geräusche reagieren. Es wurden Proben identifiziert, die auf die Gemeinschaft der Vertreter der Flora und Fauna hinweisen. Mögliche Kandidaten sind Rezeptorproteine, die in allen Pflanzenzellen vorkommen. Sie transformieren die kleinsten Verformungen, die durch Schallwellen erzeugt werden, die das Objekt in elektrische oder chemische Signale einhüllen.
Wissenschaftler testen, ob Pflanzen mit gestörten Rezeptoren auf Insekten reagieren können. Die Pflanze scheint kein Organ zu brauchen, das so sperrig ist wie das Ohr.
Eine andere Fähigkeit, die Pflanzen besitzen, ist der "sechste Sinn". Einige von uns sind damit ausgestattet. Obwohl sich die molekulare Struktur von Pflanzen stark von unserer unterscheidet, haben sie auch mechanische Rezeptoren, die auf Veränderungen in ihrer Umgebung reagieren.
2014 hat ein Team der Universität Lausanne in der Schweiz gezeigt, dass eine Arabidopsis-Pflanze, wenn sie von einer Raupe befallen wird, elektrische Aktivität aufweist, was von Natur aus keine neue Idee ist “, sagt der Physiologe John Burdon-Sanderson.
In diesem Fall spielen Moleküle, sogenannte Glutamatrezeptoren, die Hauptrolle. Glutamat ist ein essentieller Neurotransmitter im Zentralnervensystem, aber Pflanzen besitzen es nicht.
Pflanzen und Tiere bestehen aus einem überraschend begrenzten Satz molekularer Bausteine, die sehr ähnlich sind. Die elektrische Verbindung entwickelte sich auf zwei verschiedene Arten unter Verwendung einer Reihe von Bausteinen, von denen angenommen wird, dass sie vor der Spaltung zwischen Tieren und Pflanzen vor etwa 1,5 Milliarden Jahren entstanden sind.
„Die Evolution hat die Entwicklung einer Reihe potenzieller Kommunikationsmechanismen ausgelöst, und obwohl Sie sie auf unterschiedliche Weise verwenden können, ist der Endpunkt derselbe“, sagt Chamovitz.
Die Erkenntnis, dass ähnliche Ähnlichkeiten bestehen und dass Pflanzen die Welt um sich herum viel besser wahrnehmen können, als es auf den ersten Blick scheint, führte zu Aussagen einiger Wissenschaftler über "Pflanzenintelligenz" und brachte sogar eine neue wissenschaftliche Disziplin hervor.
Das Vorhandensein elektrischer Signale in Pflanzen führte zur Entstehung der "Pflanzenneurobiologie" (der Begriff wird trotz des Fehlens von Neuronen in Pflanzen verwendet). Und heute gibt es viele Biologen, die mit Pflanzen experimentieren, um Aspekte wie Gedächtnis und Lernen zu untersuchen.
Solche wissenschaftlichen Ansichten haben sogar Wissenschaftler aus der Schweiz dazu veranlasst, Richtlinien zum Schutz der "Würde von Pflanzen" festzulegen.
Obwohl die Begriffe "Pflanzenintelligenz" und "Pflanzenneurowissenschaften" von vielen als metaphorisch angesehen werden, finden sie sich immer noch in den Schriften vieler Biologen. Nehmen Sie Chamovitz 'Aussage: „Halten Sie Pflanzen für schlau? Ich denke, Pflanzen sind komplex. Die Komplexität aller Mechanismen, mit denen Pflanzen ausgestattet sind, sollte nicht mit Intelligenz verwechselt werden."
Was ist die Gefahr solcher kühnen Theorien?
Die Gefahr solcher Theorien besteht darin, dass Pflanzen letztendlich als minderwertige Versionen von Tieren angesehen werden, was unser Verständnis der Pflanzenwelt völlig verzerrt.
Pflanzen fehlen möglicherweise das Nervensystem, das Gehirn und andere Merkmale, die wir mit Komplexität verbinden, aber sie zeigen in anderen Bereichen Überlegenheit. Wir sind eher Pflanzen als wir denken möchten. Pflanzen haben unterschiedliche Prioritäten und ihre sensorischen Systeme spiegeln dies wider.
Während Pflanzen mit vielen der gleichen Probleme wie Tiere konfrontiert sind, werden ihre sensorischen Anforderungen gleichermaßen von den Mechanismen geprägt, die sie unterscheiden. „Wurzelpflanzen bedeuten, dass sie wirklich viel umweltbewusster sein müssen als Sie oder ich“, erklärt Chamovitz.
„Die Gefahr für Menschen, die die Parallele zwischen Pflanzen und Tieren ziehen, besteht darin, dass sie, wenn sie so weiterarbeiten, möglicherweise die wahre Essenz von Pflanzen übersehen“, sagt Hamant.
„Ich möchte, dass Pflanzen als erstaunlichere, interessantere, exotischere Lebewesen anerkannt werden“, schließt der Wissenschaftler. Genetik, Elektrophysiologie und die Entdeckung von Transposons begannen mit der Erforschung von Pflanzen, und all diese wissenschaftlichen Forschungen erwiesen sich als revolutionär für die Biologie im Allgemeinen.
Umgekehrt kann die Erkenntnis, dass wir etwas mit Pflanzen gemeinsam haben, eine Gelegenheit sein zu erkennen, dass wir eher wie Pflanzen sind, als wir denken möchten, genauso wie Pflanzen wie Tiere sind.