In Reaktion auf mechanische Stimulation in Pflanzen ändert sich die Aktivität einer Reihe von Genen ziemlich schnell
Obwohl wir wissen, dass die Pflanzen leben, ist es für uns immer noch schwer vorstellbar, dass sie etwas fühlen - wenn eine Pflanze auf ein Blatt klickt, zieht sie den Ast nicht zurück und rennt weg. Es gibt einige Ausnahmen - zum Beispiel einige fleischfressende Pflanzen, die sich durch ein potenzielles Opfer sehr gut mechanisch gereizt fühlen, aber auf die eine oder andere Weise betrachten wir Pflanzen als etwas unempfindlich - weder Sinnesorgane wie die von Tieren noch das Nervensystem Sie haben nicht.
Tatsächlich fühlen Pflanzen jedoch alles, auch wenn sie es nicht äußerlich zeigen. Forscher der University of Western Australia haben herausgefunden, dass Arabidopsis thaliana-Blätter als Reaktion auf Spritzwasser die Aktivität vieler Gene verändern, die Mitochondrien und Chloroplasten kontrollieren.
Alles sah wirklich so aus, als ob Arabidopsis genau auf die Berührung von Wassertropfen reagierte (dasselbe wurde beobachtet, wenn die Blätter mit einer Pinzette berührt wurden oder wenn sie leicht getupft wurden): In einem Artikel in Plant Physiology schreiben die Autoren, dass die molekulare Reaktion unterschiedlich war, als wenn die Pflanze mit einem chemischen Reizstoff behandelt wurde. Eine mechanische Reaktion trat nach 10-30 Minuten auf; Gleichzeitig traten seltsamerweise ähnliche Veränderungen auf, wenn plötzlich ein Schatten auf die Blätter fiel, als ob sich jemand der Pflanze näherte - ein so scharfer Schatten diente offensichtlich als Signal dafür, dass jemand die Blätter berühren würde, und gut, wenn nur ein Passant und nicht jemand Pflanzenfresser.
Es war auch möglich, zwei Gene zu identifizieren, die nach mechanischer Stimulation eine molekulare Umlagerung auslösen, AtWRKY15 und AtWRKY40. Ihre Aufgabe besteht offenbar darin, zu beurteilen, wie ernst die "Berührungsgefahr" war und ob es sich lohnt, zur Normalität zurückzukehren.
In der Tat wissen Biologen seit langem, dass mechanische Stimulation das Pflanzenwachstum unterdrückt. Im Jahr 2000 berichteten Forscher der Rice University, dass eine Pflanze, die regelmäßig berührt wird, langsamer wächst und sehr klein wird. In einem relativ neuen Artikel in Current Biology schrieben dieselben Autoren, dass eine der Komponenten des mechanischen Sinns der Pflanze die Hormone Jasmonate sein könnten. Sie beeinflussen eine Vielzahl von Prozessen, von der individuellen Pflanzenentwicklung bis zur Schädlingsbekämpfung.
Es wurde festgestellt, dass sich bei steigendem Jasmonatspiegel Metaboliten im Pflanzengewebe ansammeln und bei Insektenschädlingen buchstäblich Verdauungsstörungen verursachen. Darüber hinaus helfen Jasmonate nicht nur gegen Insekten, sondern auch gegen einige Pilzinfektionen. Andererseits nimmt, wie sich herausstellte, ihre Konzentration im Pflanzengewebe unter mechanischer Einwirkung zu. Es ist leicht vorstellbar, dass sich die Pflanzen auf diese Weise vor dem Eindringen von Raupen schützen: Je mehr Insekten über sie kriechen, desto stärker ist die mechanische Reizung, desto mehr Schutzhormone werden produziert.
Abgesehen von der mechanischen Empfindlichkeit können wir uns daran erinnern, dass beispielsweise Goldrutenfliegen Fliegen spüren, die ihre Eier durch Geruch darauf legen und als Reaktion darauf ihre eigenen Geruchssignale abgeben, um Insekten abzuschrecken. Vor drei Jahren schrieben Forscher der University of Pennsylvania diesbezüglich an PNAS - die Autoren der Arbeit gaben jedoch keine Erklärung dafür ab, wie genau Goldrute die Pheromone von Fliegen wahrnehmen kann.
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Pflanzen können sogar Nachbarn vor Gefahren warnen: Kürzlich entdeckten Biologen der University of California in Davis, dass jemand, der anfängt, Wermut zu essen, flüchtige Substanzen freisetzt, die seine Nachbarn fangen, und als Reaktion darauf einige Substanzen synthetisiert, die sie weniger schmackhaft machen. Seltsamerweise wird nur ein enger Verwandter das Signal verstehen - wenn der Wermutnachbar genetisch sehr verschieden von dem in Schwierigkeiten war, wurde das Notsignal von ihm weitergeleitet.
Kirill Stasevich