Pflanzen im Dialog

Wir Menschen haben uns so sehr daran gewöhnt, zu kommunizieren, dass wir es heute als selbstverständlich wahrnehmen und kaum noch hinterfragen. Dabei ist der Vorgang vielseitiger als man denkt, schließlich geht es nicht nur um den Austausch von Informationen und die Entschlüsselung von Botschaften, sondern auch um die Überwindung einer Distanz. Seit einiger Zeit beschäftigen sich Forscher nun auch mit der Frage, ob und wie Pflanzen mit- und untereinander kommunizieren.

Die Frage, ob auch Pflanzen kommunizieren, kann gleich zu Beginn bejaht werden. Das dokumentieren Studien und Tests, die in den letzten 15 Jahren weltweit von Forschern durchgeführt worden sind. Ähnlich wie wir Menschen, die nicht nur miteinander sprechen, sondern auch schriftlich in Kontakt treten, nutzen auch Pflanzen verschiedene Arten oder Wege, um zu kommunizieren: Sie tun dies nicht nur über die Luft, sondern auch im Erdboden und Wasser wie neueste Studien belegen.

Pflanzen kommunizieren über die Luft und in der Erde

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Wissenschaftler beobachteten 1983, dass junge und gesunde Ahornbäume ihren natürlichen Schutzmechanismus erhöhen, sobald sich in ihrer direkten Umgebung Artgenossen befinden, die von Schädlingen befallen sind. Die Forscher gingen davon aus, dass diese Reaktion durch einen Stoff ausgelöst wird, der von den befallenen Ahornbäumchen in die Luft abgegeben wird. Zu damaliger Zeit war es ihnen jedoch leider nicht möglich, ihre Theorie nachzuweisen. Heute wissen wir, dass Pflanzen in der Tat über die Luft kommunizieren. Sie geben flüchtige organische Stoffe, sogenannte Blattduftstoffe (engl. volatile organic compounds) ab. Diese werden von ihren Artgenossen in ihrer Umgebung aufgenommen und verarbeitet.

Die Kunst des Zuhörens

Pflanzen kommunizieren jedoch nicht nur über die Luft, sondern auch unterirdisch. Über ihre Wurzeln versorgt sich die Pflanze mit Wasser und Nährstoffen – und Informationen aus der Nachbarschaft. Forscher fanden heraus, dass Pflanzen auch über ihre Wurzeln kommunizieren, wenn sich diese berühren, also im Kontakt zueinander stehen. Es handelt sich dabei nicht um einen zielgerichteten Austausch von Informationen und Botschaften, sondern vielmehr um ein wachsames Lauschen oder Zuhören. Pflanzen sind auf diese Weise nicht nur in der Lage, auf die direkten Anzeichen einer bevorstehenden Dürre zu reagieren wie z. B. Hitze oder Trockenheit, sondern auch indirekt über chemische Stoffe, die sie über ihre Wurzeln von benachbarten Pflanzen empfangen und wiederum weitergeben.

Pflanzen nutzen Pilze, um in Kontakt zu treten

Leider sind die Wurzeln nicht immer lang genug, um die Entfernung zur nächsten benachbarten Pflanze zu überbrücken. Um die Kommunikation dennoch aufrechterhalten zu können, bedienen sich Pflanzen auch natürlicher Netzwerke, wie Forscher vor Kurzem herausfanden. Sie nutzen die feinen Verästelungen eines unterirdisch wachsenden (Glomus intradices), um ihre Nachbarn mittels chemischer Botenstoffe Signale zu übermitteln und diese z. B. auch bei Schädlingsbefall zu warnen. Die fadenförmigen Pilzzellen, auch Hyphen genannt, fungieren dabei wie Glasfaserkabel, die Informationen übermitteln. Solche unterirdischen myzelischen Netzwerke sind in der Lage, größere Flächen und Entfernungen abzudecken und zu überbrücken.  Sie ermöglichen eine Kommunikation über größere Distanzen von bis zu 20 Metern, wie beobachtet wurde, und ziehen sich bisweilen durch den Erdboden ganzer Wälder. Sie haben somit eine größere Reichweite als Blattduftstoffe. Es wurde beobachtet, dass Pflanzen, die über ein unterirdisches Pilz-Netzwerk verbunden sind, einen höheren Stickstoffgehalt in ihren Blättern aufweisen und somit gesünder und kräftiger sind als verwandte Einzelgänger.

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Warum kommunizieren Pflanzen?

Pflanzen profitieren von der Kommunikation auf  verschiedene Weise, sei es, dass sie sich vor Angreifern schützen, sich vor einer Dürreperiode wappnen oder widerstandsfähiger werden. Tomaten wiesen z. B. eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten auf, nachdem sie über unterirdische Pilz-Netzwerke mit Artgenossen verbunden worden sind, die vorher unter Blattfäule, einer Pilzkrankheit gelitten haben.

Ein weiterer Erklärungsversuch sieht das Kommunikationsverhalten von Pflanzen unter anderem auch in der Verwandtenselektion begründet, einer Evolutionstheorie, die lange Zeit nur auf die Tierwelt und auf den Menschen angewandt wurde und nach wie vor für Diskussionsstoff sorgt. Laut dieser Theorie verhalten sich Menschen und Tiere häufig  uneigennützig und selbstlos, wenn dies dem Fortkommen ihrer Familie, also ihrer eigenen Gene, oder ihrer Art dient. Vor einigen Jahren wurde dieses Verhalten auch bei Pflanzen beobachtet. Umgeben von  Artgenossen ihrer eigenen Sippe gehen einige Pflanzenarten sehr viel großzügiger mit Ressourcen um, als in Gesellschaft von Pflanzen, die nicht direkt von ihnen abstammen. Beim Meersenf (Cakile edentula), einer vorrangig in kargen Küstengebieten beheimateten Pflanze, wurde dieses Phänomen beobachtet. In der Nachbarschaft Sippenfremder Individuen kämpft dieser durch besonders aggressives Wurzelwachstum mit seinen Nachbarn um die knappen Nährstoffe. In Gegenwart der eigenen Klone scheint er dagegen eher bereit zu sein, zu teilen, und bildet weniger Wurzeln aus.

Demnach müssten Pflanzen auch in der Lage sein, zwischen verwandten und artfremden Pflanzen zu unterscheiden. Wie Pflanzen solche Familienbande erkennen bleibt jedoch noch ein Rätsel. Die Fähigkeit zu kommunizieren, z.B. durch Sekretion von familienspezifischen Proteinen in die Umgebung, wäre jedoch eine wichtige Voraussetzung.

Mensch und Pflanze im Dialog

Für den Menschen birgt es ebenfalls viele Vorteile, mehr über das Kommunikationsverhalten von Pflanzen und die Mechanismen zu erfahren, wenn es beispielsweise darum geht, sich in ihre Kommunikation einzuklinken, um sie resistenter gegenüber Krankheiten und Schädlingen zu machen oder um ihren Ressourcenverbrauch zu regulieren und sie widerstandsfähiger gegenüber extremen Klimaverhältnissen zu machen. Um die Ernteerträge zu steigern und zu sichern, lohnt es sich die „Sprache“ der Pflanzen zu kennen.