GMU:I, Organism, and Feedback Loops/Niloofar Ghanavati/Experience

Die erste Erfahrung mit den Pflanzen

• Pflanzen können mindestens so viel wie der Mensch

Die Kommunikation von Pflanzen zu erforschen ist gar nicht so einfach. Schließlich ticken sie ganz anders als wir. Oder doch nicht?

Der Begriff pflanzliche Neurobiologie hat viele klassische Botaniker provoziert, die die Pflanzen für einen ganz anders gearteten Organismus halten. Pflanzenneurobiologen sprechen jetzt nur noch von Pflanzenkommunikation und Pflanzenverhalten. Aber Verhalten ist auch wieder ein provokativer Begriff für viele Botaniker, die sagen, Pflanzen hätten kein Verhalten.

Pflanzen sind ganz anders, aber sie können mindestens so viel wie der Mensch. Sie haben sechs Sinne wie wir, können aber noch viel mehr wahrnehmen. Zum Beispiel mechanische Reizung durch Fressfeinde oder den ph-Wert im Boden. Sie müssen einfach viele Fähigkeiten haben, weil sie nicht weglaufen können.

Biologische Forschung beginnt immer in der Natur. Etwas fällt einem auf, und dann geht man ins Labor. Man forscht aber immer nur an sehr wenigen labortauglichen Modellpflanzen. Sonst würde man sich verzetteln.

Was macht man zum Beispiel im Labor? Zum Beispiel Schwerkraft gegen Licht. Wenn eine Pflanze am Fenster steht, wächst sie dem Licht entgegen, dabei weicht sie von der Schwerkraftrichtung ab. Sie muss also beide Signale gegeneinander abgleichen. Gleichzeitig nimmt sie viele andere Umweltfaktoren wahr, die sie in ihr Verhalten integriert. Den Wassergehalt im Boden etwa. Schon Darwin hat 1880 vorgeschlagen, dass die Wurzeln der Pflanzen mit dem Gehirn der niederen Tiere zu vergleichen sind.

Wie könnte man das beweisen? Dazu bedarf es intensiver Forschung. Im Grunde arbeiten in der Pflanze zwei unterschiedliche Systeme zusammen. Das Wurzelsystem entspricht der menschlich-tierischen Lebensweise, es konsumiert Nährstoffe und Sauerstoff. Der sichtbare, oberirdische Teil der Pflanze produziert Sauerstoff und wandelt in der Fotosynthese Sonnenenergie um in Zucker. Diese zwei Systeme stehen in ständigem Austausch von Stoffen und Information. Das macht ein Koordinationszentrum noch wahrscheinlicher.

• die erste Erfahrung

Die zweite Erfahrung mit den Pflanzen

• Pflanzliche Wahrnehmung

Wie reagieren Pflanzen auf Einflüsse aus ihrer Umwelt?

Manche Menschen sprechen mit ihren Blumen und schwören darauf, dass es den Pflanzen hilft beim Wachsen und Gedeihen. Andere begnügen sich mit Gießen und Düngen – und wenn dann die eine oder andere Pflanze mal eingeht, dann ist das zwar schade, aber eben Pech. Vielleicht lag es am falschen Standort – zu viel oder zu wenig Sonne- oder auch an der falschen Pflege. In der Landwirtschaft will man dieses Pech natürlich vermeiden und deshalb ist es wichtig zu wissen, wie Pflanzen auf Einflüsse aus ihrer Umwelt reagieren. Genau mit dieser Frage, mit der pflanzlichen Wahrnehmung, habe ich mich befasst.

Anders als Menschen und Tiere können Pflanzen bei Gefahr nicht weglaufen. Sie sind den Unbillen des Wetters, verdreckter Luft und überhöhten Ozonwerten ausgeliefert. Nicht immer hilflos, wie sich im Laufe der Evolution gezeigt hat. Wie die Menschen auch haben sie mit einem Teil der Last gelernt umzugehen. Doch während wir mit unseren Sinnesorganen schmecken, riechen und fühlen, reagieren die Pflanzen anders. Oder besser: woanders, in den Zellen nämlich. Für den Molekularbiologen Professor Bernd Müller-Röber ein vielschichtiger Prozess:

Sie haben Wurzeln, die Wurzeln richten sich nach der Erdanziehung. Sie richten sich auch nach Wassergradienten im Boden, sie richten sich möglicherweise nach Sonnenkonzentrationen im Boden. Pflanzen besitzen ja Wurzeln, die sich in ihrem Wachstumsverhalten verändern können. Auch da gibt es eine ganze Reihe von Signalwegen. Neben der Wurzel haben wir den Stengel. Der Stengel kann unterschiedliches Wachstumsverhalten zeigen. Er kann schneller wachsen, er kann langsamer wachsen, auch das hängt wieder von der Umgebung ab. Je nachdem, ob es dunkel ist, ob viel Licht da ist, wird der Stengel unterschiedlich schnell wachsen. Blätter reagieren, auch die Schließzellen reagieren. Wir finden in der Blüte Zellen und Gewebe, die reagieren können. Beispiel: Die Interaktion zwischen Pollen und Narbe. Letztendlich ist vermutlich jede Zelle in einer Pflanze fähig, zumindest auf einen Teil der Signale zu reagieren.

• die erste Erfahrung