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Grünes „Internet“: Wie Pflanzen heimlich miteinander kommunizieren
Grünes „Internet“: Wie Pflanzen heimlich miteinander kommunizieren
Anonim

Die Blätter „schreien“, die Blumen „hören“und die Bäume im Wald kommunizieren über ihr eigenes „Internet“– man muss nur wissen, wie man in ihr geheimes Leben hineinschaut.

Wir sind alle zu chauvinistisch. Da wir uns als die Spitze der Evolution betrachten, verteilen wir alle Lebewesen in einer Hierarchie entsprechend dem Grad der Nähe zu uns selbst. Pflanzen sind uns so unähnlich, dass sie Lebewesen zu sein scheinen, als ob sie nicht ganz lebendig wären. Der biblische Noah erhielt keine Anweisungen bezüglich ihrer Rettung an Bord der Arche. Moderne Veganer halten es nicht für beschämend, sich das Leben zu nehmen, und Kämpfer gegen Tierausbeutung sind nicht an "Pflanzenrechten" interessiert. Tatsächlich haben sie kein Nervensystem, keine Augen und Ohren, sie können nicht schlagen oder weglaufen. All dies macht die Pflanzen anders, aber in keiner Weise minderwertig. Sie führen kein passives Dasein eines "Gemüses", sondern fühlen die Welt um sie herum und reagieren auf das, was um sie herum passiert. Mit den Worten von Professor Jack Schultz: "Pflanzen sind nur sehr langsame Tiere."

Sie hören

The Secret Life of Plants wurde zum großen Teil dank des Buches von Peter Tompkins veröffentlicht, das Anfang der 1970er Jahre auf dem Höhepunkt der Popularität der New-Age-Bewegung veröffentlicht wurde. Leider erwies es sich als nicht frei von vielen für diese Zeit charakteristischen Wahnvorstellungen und führte zu vielen Mythen, von denen der berühmteste die "Liebe" der Pflanzen für die klassische Musik und die Verachtung für die moderne Musik war. "Pumpkins, gezwungen, Rock zu hören, wichen von den Lautsprechern ab und versuchten sogar, die rutschige Glaswand der Kammer zu erklimmen", beschrieb Tompkins die Experimente von Dorothy Retallack.

Ich muss sagen, Frau Retallack war keine Wissenschaftlerin, sondern Sängerin (Mezzosopran). Ihre Experimente, die von professionellen Botanikern reproduziert wurden, zeigten keine besondere Reaktion der Pflanzen auf Musik jeglichen Stils. Das heißt aber nicht, dass sie überhaupt nichts hören. Experimente haben immer wieder gezeigt, dass Pflanzen akustische Wellen wahrnehmen und darauf reagieren können - zum Beispiel wachsen die Wurzeln von jungem Mais in Richtung einer Schwingungsquelle mit einer Frequenz von 200-300 Hz (ca ein pe zuerst). Warum ist noch unbekannt.

Im Allgemeinen ist es schwer zu sagen, warum Pflanzen "Hören" brauchen, obwohl die Fähigkeit, auf Geräusche zu reagieren, in vielen Fällen sehr nützlich sein kann. Heidi Appel und Rex Cockcroft haben gezeigt, dass Tals Rezuhovidka die Schwingungen der Blattlaus, die ihre Blätter verschlingt, perfekt „hört“. Dieser unauffällige Verwandte des Kohls unterscheidet solche Geräusche leicht von gewöhnlichen Geräuschen wie dem Wind, dem Paarungslied der Heuschrecke oder den Vibrationen, die eine harmlose Fliege auf einem Blatt verursacht.

Helen Steiner arbeitet mit Microsoft am Florence Art Project, einem System zur Kommunikation mit Zimmerpflanzen. Dem Konzept zufolge können durch Licht und Farbe Signale an die Anlage übermittelt werden, deren Antwort an der Zusammensetzung der emittierten flüchtigen Stoffe und am Allgemeinzustand der Anlage erkennbar ist. Ein Computeralgorithmus "übersetzt" diese Signale in Wörter der gewöhnlichen menschlichen Sprache.

Sie schreien

Diese Sensibilität beruht auf der Arbeit von Mechanorezeptoren, die in den Zellen aller Pflanzenteile zu finden sind. Im Gegensatz zu Ohren sind sie nicht lokalisiert, sondern im ganzen Körper verteilt, wie unsere taktilen Rezeptoren, und daher war es bei weitem nicht möglich, ihre Rolle sofort zu verstehen. Nachdem die Rezuhovidka einen Angriff bemerkt hat, reagiert sie aktiv darauf, verändert die Aktivität vieler Gene, bereitet sich auf die Heilung von Verletzungen vor und setzt Glucosinolate, natürliche Insektizide, frei. Vielleicht unterscheiden Pflanzen aufgrund der Art der Schwingungen sogar zwischen Insekten: Verschiedene Arten von Blattläusen oder Raupen verursachen völlig unterschiedliche Reaktionen des Genoms.Andere Pflanzen setzen bei Befall süßen Nektar frei, der Raubinsekten wie Wespen, die schlimmsten Feinde der Blattläuse, anlockt. Und sie alle werden die Nachbarn mit Sicherheit warnen: Bereits 1983 zeigten Jack Schultz und Ian Baldwin, dass gesunde Ahornblätter auf das Vorhandensein beschädigter Blätter reagieren, einschließlich Abwehrmechanismen. Ihre Kommunikation erfolgt in der „chemischen Sprache“flüchtiger Stoffe.

Sie kommunizieren

Diese Höflichkeit ist nicht auf Verwandte beschränkt, und selbst weit entfernte Arten sind in der Lage, die Gefahrensignale des anderen zu "verstehen": Es ist einfacher, Eindringlinge gemeinsam abzuwehren. Experimentell wurde beispielsweise gezeigt, dass Tabak eine Schutzreaktion entwickelt, wenn in der Nähe wachsender Wermut geschädigt wird. Die Pflanzen scheinen vor Schmerzen zu schreien, ihre Nachbarn zu warnen, und um diesen Schrei zu hören, muss man nur gut "schnuppern". Ob dies jedoch als beabsichtigte Kommunikation angesehen werden kann, ist noch unklar. Vielleicht überträgt die Pflanze auf diese Weise selbst ein flüchtiges Signal von einigen ihrer Teile an andere, und die Nachbarn lesen nur ihr chemisches "Echo". Ihnen wird echte Kommunikation geboten … "Pilzinternet".

Die Wurzelsysteme höherer Pflanzen gehen eine enge Symbiose mit dem Myzel von Bodenpilzen ein. Sie tauschen ständig organische Stoffe und Mineralsalze aus. Aber der Stoffstrom ist offenbar nicht der einzige, der sich entlang dieses Netzwerks bewegt. Pflanzen, deren Mykorrhiza von Nachbarn isoliert ist, entwickeln sich langsamer und vertragen schlechtere Tests. Dies legt nahe, dass Mykorrhiza auch der Übertragung chemischer Signale dient – ​​durch die Vermittlung und möglicherweise sogar „Zensur“durch die Pilzsymbionten. Dieses System wurde mit einem sozialen Netzwerk verglichen und wird oft einfach als Wood Wide Web bezeichnet.

Das Schweizer Startup Vivent bietet Pflanzenliebhabern an, ein fertiges PhytlSigns-Gerät zu erwerben. Durch das Ablesen schwacher elektrischer Signale von Stängel oder Blättern wandelt es diese in eine Art Musik um, die, wie die Produzenten versichern, es erlaubt, den Zustand und sogar die "Stimmung" der Pflanze zu beurteilen.

Sie ziehen um

All diese "Gefühle" und "Kommunikationen" helfen Pflanzen, Wasser, Nährstoffe und Licht zu finden, sich gegen Parasiten und Pflanzenfresser zu wehren und sich selbst anzugreifen. Sie ermöglichen es Ihnen, den Stoffwechsel wieder aufzubauen, zu wachsen und die Position der Blätter neu auszurichten - sich zu bewegen. Das Verhalten der Venusfliegenfalle mag unglaublich erscheinen: Diese Pflanze frisst nicht nur Tiere, sie jagt sie auch. Aber das insektenfressende Raubtier ist keine Ausnahme unter anderen Pflanzen. Nur indem wir das Video einer Woche im Leben einer Sonnenblume beschleunigen, werden wir sehen, wie sie sich dreht, um der Sonne zu folgen und wie sie nachts „einschläft“und die Blätter und Blüten bedeckt. Beim Hochgeschwindigkeitsschießen sieht die wachsende Wurzelspitze genau aus wie ein Wurm oder eine Raupe, die auf das Ziel zukriecht.

Pflanzen haben keine Muskeln, und die Bewegung wird durch Zellwachstum und Turgordruck, die "Dichte" ihrer Füllung mit Wasser, bereitgestellt. Die Zellen wirken wie ein komplex abgestimmtes Hydrauliksystem. Lange vor Videoaufnahmen und der Zeitraffertechnik machte Darwin darauf aufmerksam, der die langsamen, aber offensichtlichen Reaktionen der wachsenden Wurzel auf die Umwelt untersuchte. Sein Buch The Movement of Plants endet mit dem berühmten: "Es ist kaum übertrieben zu sagen, dass die Spitze der Wurzel, die mit der Fähigkeit ausgestattet ist, die Bewegungen benachbarter Teile zu lenken, wie das Gehirn eines der niederen Tiere wirkt.., der Sinneseindrücke wahrnimmt und verschiedenen Bewegungen eine Richtung gibt."

Einige Gelehrte betrachteten Darwins Worte als eine weitere Offenbarung. Der Biologe von der Universität Florenz Stefano Mancuso machte auf eine besondere Zellgruppe an den wachsenden Spitzen von Stamm und Wurzeln aufmerksam, die sich an der Grenze zwischen den sich teilenden Zellen des Apikalmeristems und den Zellen der Dehnungszone befindet, die weiterhin wachsen, aber nicht teilen.Bereits Ende der 1990er Jahre entdeckte Mancuso, dass die Aktivität dieser „Übergangszone“die Ausdehnung der Zellen in der Dehnungszone und damit die Bewegung der gesamten Wurzel lenkt. Dies geschieht aufgrund der Umverteilung von Auxinen, den wichtigsten Pflanzenwachstumshormonen.

Sie denken?

Wie in vielen anderen Geweben bemerken Wissenschaftler auch in den Zellen der Übergangszone selbst sehr bekannte Veränderungen der Membranpolarisation. Die Ladungen innerhalb und außerhalb von ihnen schwanken wie die Potentiale auf den Membranen von Neuronen. Natürlich wird die Leistung eines echten Gehirns von einer so winzigen Gruppe nie erreicht: In jeder Übergangszone befinden sich nicht mehr als ein paar hundert Zellen. Aber selbst bei einer kleinen krautigen Pflanze kann das Wurzelsystem Millionen solcher Entwicklungsspitzen umfassen. In der Summe ergeben sie bereits eine beachtliche Anzahl von "Neuronen". Die Struktur dieses Denknetzwerks ähnelt einem dezentralisierten, verteilten Netzwerk des Internets und ist in seiner Komplexität durchaus mit dem echten Gehirn eines Säugetiers vergleichbar.

Es ist schwer zu sagen, wie viel dieses "Gehirn" zu denken vermag, aber der israelische Botaniker Alex Kaselnik und seine Kollegen fanden heraus, dass sich Pflanzen in vielen Fällen fast wie wir verhalten. Wissenschaftler haben gewöhnliche Saaterbsen in Bedingungen gebracht, unter denen sie Wurzeln in einem Topf mit einem stabilen Nährstoffgehalt oder in einem benachbarten, in dem sich dieser ständig ändert, anbauen können. Es stellte sich heraus, dass die Erbsen es bevorzugen, wenn im ersten Topf genug Nahrung vorhanden ist, aber wenn es zu wenig gibt, werden sie "Risiken eingehen" und im zweiten Topf wachsen mehr Wurzeln. Nicht alle Spezialisten waren bereit, die Idee der Möglichkeit des Denkens in Pflanzen zu akzeptieren. Offenbar schockierte sie Stefano Mancuso selbst mehr als andere: Heute ist die Wissenschaftlerin Gründerin und Leiterin des einzigartigen "International Laboratory of Plant Neurobiology" und fordert die Entwicklung "pflanzenähnlicher" Roboter. Dieser Aufruf hat seine eigene Logik. Denn wenn die Aufgabe eines solchen Roboters nicht darin besteht, auf einer Raumstation zu arbeiten, sondern den Wasserhaushalt zu studieren oder die Umwelt zu überwachen, warum dann nicht auf Pflanzen setzen, die so bemerkenswert daran angepasst sind? Und wenn es an der Zeit ist, mit der Terraforming des Mars zu beginnen, wer kann besser als Pflanzen "sagen", wie man der Wüste Leben zurückgibt?.. Es bleibt herauszufinden, was die Pflanzen selbst über die Erforschung des Weltraums denken.

Koordinierung

Pflanzen haben ein wunderbares Gespür für die Position ihres eigenen "Körpers" im Raum. Die zur Seite gelegte Pflanze wird sich orientieren und weiter in eine neue Richtung wachsen, wobei sie perfekt unterscheidet, wo oben und wo unten ist. Auf einer rotierenden Plattform wächst es in Richtung der Zentrifugalkraft. Beide sind mit der Arbeit von Statozyten verbunden, Zellen, die schwere statolithische Kugeln enthalten, die sich unter der Schwerkraft absetzen. Ihre Position ermöglicht es der Pflanze, die Vertikale richtig zu "fühlen".

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