Die Studie, die unlängst im Fachjournal Cell erschien, eröffnet neue Möglichkeiten für das Verständnis von Pflanzen und ihrer Interaktionen mit der Umwelt und könnte erhebliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben.
Informative Luftschallwellen
Die Wissenschaftler untersuchten Tomaten- und Tabakpflanzen unter verschiedenen Stressfaktoren in einer Akustikkammer und in einem Gewächshaus. Zu den unterschiedlichen Bedingungen gehörten Wassermangel oder der Beschnitt der Pflanze. Das Ergebnis: Pflanzen senden unter Stress aus der Ferne wahrnehmbare und informative Luftschallwellen aus, die im Ultraschallbereich von 20 bis 100 kHz liegen. Sie können von vielen Säugetieren und Insekten wie Mäusen oder Nachtfaltern aus einer Entfernung von 3 bis 5 Metern wahrgenommen werden, vom Menschen allerdings nicht.
Verschiedene Geräusche je nach Stressart
Die abgegebenen Töne ließen Rückschlüsse auf den Zustand der Pflanze zu, einschließlich des Austrocknungsgrads und der Schädigung. Das konnte mithilfe eines Algorithmus ermittelt werden. Bei Pflanzen, die Trockenstress ausgesetzt sind, bilden sich Luftblasen, die sich ausdehnen und wieder zusammenfallen, was zu Vibrationen führt. Diese Vibrationen wurden aufgezeichnet, indem das Aufzeichnungsgerät direkt an die Pflanze angeschlossen wurde. Je höher der Stress war, desto mehr Geräusche wurden abgegeben. Im Vergleich dazu gab es Kontrollpflanzen, die unter keinerlei Stress standen.
Verändertes Aussehen
Die äußeren Erscheinungsmerkmale der Pflanzen wurden ebenfalls kontrolliert. Pflanzen zeigen demnach als Reaktion auf Stress signifikante Veränderungen zu ihrem normalen Aussehen. Sie unterscheiden sich optisch, sowohl in Farbe als auch in Form, von nicht gestressten Pflanzen. Sie emittieren zudem flüchtige organische Verbindungen, z. B. wenn sie Trockenheit oder Pflanzenfressern ausgesetzt sind. Das wirkt sich auch auf benachbarte Pflanzen aus, was zu einer erhöhten Widerstandsfähigkeit bei diesen Pflanzen führen könnte. Insgesamt wurde nachgewiesen, dass Pflanzen visuelle, chemische und Tastsignale aussenden.
Für zukünftige Experimente sollten laut der Studie weitere Pflanzenarten getestet werden. Zudem wird die Analyse von Pflanzengeräuschen im Freiland vorgeschlagen, die mit einer größeren Bandbreite an Hintergrundgeräuschen zusätzliche Herausforderungen mit sich bringen wird. Die Erkenntnisse könnten einen praktischen Nutzen in der Landwirtschaft haben, so die Wissenschaftler: Anhand von Tonaufnahmen könne beispielsweise die Bewässerung von Pflanzen auf dem Acker oder im Gewächshaus überwacht und effektiver gestaltet werden.
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Quelle: Cell, Tagesschau