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Titelgeschichte

Wie Pflanzen ständig chatten

Pflanzen werden unterschätzt. Dabei nehmen sie enorm viel wahr – und sie kommunizieren: über die Wurzeln und durch Duftstoffe. Doch die Forschung hört sie nun ab.

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Heiner H. Schmitt
12. April 2019

Mysteriös: Wird eine Tomatenpflanze von einem Schädling angegriffen, sondert sie einen Duftstoff ab, der die Nachbarpflanze warnt. Und sie produziert Giftstoffe, die sie ungeniessbar macht!

Kurz und bündig

  • Pflanzen galten lange als minderwertige Lebewesen.
  • Immer mehr Forschungen belegen die Talente von Pflanzen.
  • Sie können kommunizieren: mit anderen Pflanzen und mit Tieren.
  • Sie treffen Entscheidungen und haben ein Gedächtnis.
  • Sie können Probleme lösen und sich verteidigen.

Man muss sich schon fragen, wie viel Dummheit im Spiel war, als die Liste mit den Passagieren für die Arche Noah erstellt wurde. Sie ist so lückenhaft. Der italienische Biologe Stefano Mancuso (53) legt überzeugend dar, dass die Rettung der Welt nicht gelungen wäre, hätte der biblische Noah nur Lebewesen, die sich fortbewegen können, auf seine Arche mitgenommen. «Doch der Glaube, dass Pflanzen nicht richtige Lebewesen sind, war schon immer weit verbreitet», klagt Mancuso. Um diesem Irrglauben erfolgreich zu begegnen, hat der Professor an der Universität Florenz ein Labor zur Neurobiologie der Pflanzen aufgezogen. Seine Forschungsergebnisse sind so spannend und spektakulär, dass sie ihm über seine Heimat Italien hinaus in US-Medien wie dem «New Yorker» den Titel «World Changer» eingebracht haben: der Weltveränderer.

«Der Glaube, dass Pflanzen nicht richtige Lebewesen sind, war schon immer weit verbreitet»

Stefano Mancuso

Dass Pflanzen wenig gelten, geht auf Aristoteles (384–322 v. Chr) zurück. Der griechische Philosoph hielt sie für niedrig entwickelt, da sie sich nicht fortbewegen können. Doch auch wenn sie nicht vom Fleck kommen, bewegen können sich Pflanzen sehr wohl. In seinen Vorträgen zeigt Stefano Mancuso, wie Pflanzen sich zum Licht hinbewegen, sich im Kampf um Sonnenlicht gar gegenseitig wegschubsen.

«Da sie ihre Pollen nicht selber von Blume zu Blume bringen können, brauchen sie Überträger», erklärt Mancuso und zeigt Fotos von Insekten und Vögeln, die Pollen transportieren, weil sie durch die Duftstoffe der Pflanzen angelockt werden. Pflanzen können Tiere nicht nur beeinflussen. Laut Mancuso können sie auch mehr, vielfältiger und viel genauer wahrnehmen als Tiere: «Jede Wurzelspitze einer Pflanze kann gleichzeitig 20 verschiedene chemische und physikalische Signale erkennen und verarbeiten», sagt der Forscher und verweist auf den britischen Naturwissenschaftler Charles Darwin (1809–1882).

Wie geht das alles ohne Gehirn?

Für Darwin waren Pflanzen die «aussergewöhnlichsten Lebewesen». In seinem Buch über ihr Bewegungsvermögen verglich er als Erster die Wurzelspitzen von Pflanzen mit dem Gehirn von niedrig entwickelten Tieren. Und genau diese Wurzelspitzen haben es Mancuso und seinem Forschungsteam in Florenz angetan: Sie konnten nachweisen, dass es in jeder Wurzelspitze eine ganz kleine, aber höchst aktive Zone gibt, die ähnlich wie ein Neuron im Gehirn funktioniert und ebenfalls enorm viel Sauerstoff verbraucht. Hier werden die Sinnes- in elektrische Signale umgewandelt, die Reaktionen auslösen. Das kann die Produktion eines Duftstoffs sein, der die Nachbarpflanzen vor einer Gefahr warnt. Oder noch erstaunlicher: Als Antwort auf den Angriff eines Schädlings kann zum Beispiel die Limabohne einen Duftstoff produzieren, der einen Feind ihres Feindes anlockt. Über 2000 Duftstoffverbindungen sind heute schon entschlüsselt.

Pflanzen können hören

Das Staunen über solche Phänomene treibt die Baslerin Florianne Koechlin (70) an. Seit 2005 hat die Biologin fünf Bücher über das Verhalten und die Talente von Pflanzen geschrieben. Sie tragen lustige Titel wie «PflanzenPalaver» oder «Schwatzhafte Tomate, wehrhafter Tabak», und sie basieren auf Interviews mit Wissenschaftlern, die Pflanzen erforschen. Für ihr neues Buch sprach Koechlin beispielsweise mit der australischen Forscherin Monica Gagliano, die herausfand, dass Erbsen Wasser hören können. Ihre Wurzeln wachsen auf das Geräusch zu, auch wenn keine feuchte Erde sie anlockt. Das Wissen um das Hörvermögen von Pflanzen könnte weitreichende Folgen haben: Überall auf der Welt wachsen Baumwurzeln auf Kanalisationsröhren zu, dringen in sie ein und verursachen grosse Schäden. Laut Gagliano könnte eine Schalldämmung Röhren vielleicht vor hellhörigen Bäumen bewahren!

Einflussnahme: Der Schopflavendel lockt mit Duftstoffen Bienen und andere Bestäuber an.

Dass Pflanzen Schallwellen wahrnehmen und einordnen können, weiss Florianne Koechlin auch von anderen Versuchen. In den USA hatte man das Geräusch von kauenden Raupen auf Tonband aufgenommen und spielte es Pflanzen vor. Bereits diese Töne bewegten die Pflanzen dazu, ihre Blätter mit chemischen Abwehrstoffen zu überfluten, um die vermeintlichen Angreifer abzuwehren. Und in Israel spielte man Nachtkerzen das Summen von Bienen vor. «Um die Bestäuber auf sich aufmerksam zu machen, produzierten die Blüten innerhalb von drei Minuten viel mehr Zucker in ihren Pollen», erzählt Koechlin, wobei ihre blauen Augen aufblitzen.

«Um die Bestäuber auf sich aufmerksam zu machen, produzierten die Blüten innerhalb von drei Minuten viel mehr Zucker in ihren Pollen»

Florianne Koechlin

Die Biologin ist auch fasziniert von Wurzeln. Gern spricht sie vom unterirdischen «Wood Wide Web», dem etwas anderen WWW. Dieses besteht aus einem Geflecht aus Mykorrhiza-Pilzen und Wurzelspitzen. In diesem riesigen Netz tauschen Pflanzen Wasser, Nährstoffe und Informationen aus. Das Netz kann Bäume über weite Entfernungen miteinander verbinden. Grosse Bäume unterstützen junge Setzlinge, und zwar nicht nur solche derselben Art, sondern auch andere. Für Koechlin ist das «klar eine Art Teamwork».

Für ihre Anliegen und Überzeugungen zu kämpfen, ist sich Florianne Koechlin gewohnt. «Die 68er-Jahre haben mich geprägt», sagt sie. Ab 1970 engagierte sie sich gegen das Atomkraftwerk Kaiseraugst AG – das dann nicht gebaut wurde. Bei den Protesten lernte sie ihren Mann kennen. Bekannt wurde sie schweizweit durch ihr Engagement gegen die Gentechnologie. Ausgerechnet sie – wo doch ihr Onkel und ihr Vater bei Ciba-Geigy hohe Posten hatten. Dass die Genschutz-Initiative 1998 massiv abgelehnt wurde, liess sie in eine Depression fallen. Umso mehr und lebhafter begann sich Florianne Koechlin für alternative Landwirtschaftsmethoden zu interessieren – und landete so bei den Netzwerken der Natur und der Pflanzenkommunikation.

«Robuste Erbsen» heisst das Ziel

Büchertipps

«Was Erbsen hören und wofür Kühe um die Wette laufen» von Florianne Koechlin und Denise Battaglia, Lenos-Verlag.

«Pflanzenrevolution» und «Die Intelligenz von Pflanzen» von Stefano Mancuso, Kunstmann-Verlag. Sein Buch «La Nazione delle Piante» ist noch nicht ins Deutsche übersetzt. Zum Thema hat er für die Triennale in Mailand einen Pavillon kreiert (bis 1. September 2019).

Wie der Landbau der Zukunft ausschauen könnte, beschäftigt auch die Agrarbiologin Monika Messmer (54). Florianne Koechlin hat sie längst interviewt: zu Bio-Baumwolle. Nun schaut sie sich Messmers Erbsenprojekt an. «Der Anbau von Erbsen ist weltweit beeinträchtigt, was mit der zunehmenden Monokultur und einem Phänomen namens Bodenmüdigkeit zusammenhängt», erklärt Messmer im Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL im aargauischen Frick. Hier erforschen die FiBL-Züchtungsexperten zusammen mit der ETH Zürich seit 2016, welche Lebewesen im Boden das Wachstum der Erbsenpflanzen behindern. Offenbar sind es pilzähnliche Schädlinge, die sich immer mehr ausbreiten, die man aber im biologischen Landbau nicht einfach mit chemisch-synthetischen Pestiziden bekämpfen will. So untersuchten Messmer und ihr Team 300 verschiedene Erbsensorten, um jene zu finden, die im Boden möglichst viele Nützlinge anziehen, Schädlinge aber abstossen. Diese besonders robusten Sorten sollen dann weitergezüchtet, vermehrt und kommerziell an die Landwirte vertrieben werden. Damit das klappt, schlüsseln die Forschenden mit modernster Technik nicht nur die Wurzeln der Pflanzen genetisch auf, sondern auch sämtliche Mikroorganismen, also Bakterien und Pilze um die Pflanzen herum. Das FiBL erforscht damit «den molekularen Dialog» zwischen der Pflanze und den Lebewesen in ihrer Umgebung. Es findet dabei, wie Messmer unterstreicht, «ein stetes Geben und Nehmen statt».

Eine «Nation» mit Verfassung

«Pflanzen sind viel mehr als wir Menschen auf Beziehungen angewiesen», fasst Florianne Koechlin die Erkenntnisse zusammen. Menschen können wegrennen und ausweichen. Stefano Mancuso wird noch deutlicher: «Der Mensch hat ein so grosses Gehirn und doch reagiert er kaum auf Gefahren wie etwa den Klimawandel.» Pflanzen hingegen haben keines, und doch reagieren sie, schlau wie sie sind, immer sofort – auch auf die kleinste Gefahr.

«Es braucht ein Umdenken: Die Erde wäre nichts ohne Pflanzen», lautet ein weiteres Credo von Koechlin. Womit wir letztlich wieder ganz aktuell bei der unperfekten Passagierliste der Arche Noah wären. Und nochmals bei Stefano Mancuso, dessen neustes Buch «La Nazione delle Piante» (dt: Nation der Pflanzen) heisst. Er hat für Pflanzen – wie für ein menschliches Volk – eine Verfassung geschrieben: mit Regeln, die das Überleben aller Lebewesen auf der Erde sichern könnten.

Schutz und Würde von Tier und Pflanze

Während sich heutige Forscher mit der Frage beschäftigen, ob und wie Pflanzen kommunizieren, galt es noch im 19. Jahrhundert als abwegig, nur schon Tieren diese Fähigkeit zuzutrauen. Alfred Brehm (1829-1884) hingegen war überzeugt, dass Tiere fühlen und denken können. Aus der Sicht seiner Zeitgenossen, war das verrückt. Der Deutsche hat damals als erster Naturforscher lebende Tiere in den Mittelpunkt seiner Aufmerksamkeit gerückt. Damit würde er Tiere zu sehr vermenschlichen, sagten seine Kritiker. Seine Enzyklopädie «Brehms Tierleben» machte ihn dennoch weltberühmt. Dass viele seiner Erkenntnisse stimmen und dass Tiere keine seelenlosen Maschinen, ist heute klar.

Während das französische Parlament erst 2015 beschloss, dass Tiere keine Möbel seien, gibt es in der Schweiz – und anderswo – schon lange Vorschriften zur artgerechten Haltung von Nutztieren. «Mit Pflanzen hingegen kann man nach wie vor alles machen», bedauert Florianne Koechlin. 1998 bis 2012 war sie Mitglied einer Eidgenössischen Ethikkommission, die zu erkunden hatte, was der Begriff «Würde» auf Pflanzen bezogen bedeuten könnte, dies weil die Schweizer Verfassung – als einzige weltweit – allen lebenden Kreaturen Würde zugesteht. Eine wichtige Diskussion, findet Koechlin: »Wenn wir Pflanzen als reine Sachen, als passive Objekte betrachten, die alleinig unsere Interessen und Anforderungen erfüllen, dann ist es absurd, ihnen eine Würde zuzuschreiben. Das ergibt keinen Sinn. Wenn wir aber Pflanzen als sensitive Lebewesen anschauen, die kommunizieren und vorausplanen können, vielleicht sogar zu subjektiven Wahrnehmungen und Empfindungen fähig sind, Lebewesen also, die ein eigenständiges Leben haben, dann gibt es gute Gründe, ihnen Würde zuzusprechen.“ Der Schlussbericht der Kommission löste erwartungsgemäss auch Spott aus: Über die Würde des Kopfsalats oder des Kaktus wurde gehöhnt oder darüber, dass nun auch das Jäten eines Löwenzahns ethisch verwerflich sei. Florianne Koechlin aber war glücklich, dass überhaupt einmal eine öffentliche Debatte über den Status der Pflanze stattfand. Ein Anfang gewiss, doch es bleibt noch ein langer Weg.

Mehr zu Florianne Koechlin unter: www.blauen-institut.ch