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Jun 02, 2023

Gestresste Pflanzen „weinen“

Mikrofone erfassen Ultraschallknistern von Pflanzen, denen Wasser entzogen ist oder

Mikrofone erfassen Ultraschallknistern von Pflanzen, denen Wasser fehlt oder die verletzt sind

Pflanzen leiden nicht im Stillen. Laut einer heute in Cell veröffentlichten Studie machen Pflanzen stattdessen „Luftgeräusche“, wenn sie durstig oder gestresst sind.

Pflanzen, die Wasser benötigen oder deren Stängel kürzlich abgeschnitten wurden, erzeugen bis zu etwa 35 Geräusche pro Stunde, fanden die Autoren heraus. Gut hydrierte und ungeschnittene Pflanzen sind jedoch viel leiser und machen nur etwa ein Geräusch pro Stunde.

Der Grund dafür, dass Sie wahrscheinlich noch nie gehört haben, wie eine durstige Pflanze Geräusche macht, ist, dass es sich um Ultraschallgeräusche handelt – etwa 20–100 Kilohertz. Das heißt, sie sind so hoch, dass nur wenige Menschen sie hören könnten. Einige Tiere können es jedoch wahrscheinlich. Fledermäuse, Mäuse und Motten könnten möglicherweise in einer Welt voller Pflanzengeräusche leben, und frühere Arbeiten desselben Teams haben gezeigt, dass Pflanzen auch auf Geräusche von Tieren reagieren.

Um Pflanzen zu belauschen, platzierten Lilach Hadany von der Universität Tel Aviv in Israel und ihre Kollegen Tabakpflanzen (Nicotiana tabacum) und Tomatenpflanzen (Solanum lycopersicum) in kleinen Kisten, die mit Mikrofonen ausgestattet waren. Die Mikrofone nahmen alle Geräusche der Pflanzen auf, auch wenn die Forscher sie nicht hören konnten. Besonders auffällig waren die Geräusche bei Pflanzen, die durch Wassermangel oder kürzlichen Schnitt gestresst waren. Wenn die Töne tiefer und schneller werden, „ist es ein bisschen wie Popcorn – sehr kurze Klicks“, sagt Hadany. „Es ist kein Gesang.“

Bildnachweis: Khait und Al

Pflanzen haben weder Stimmbänder noch Lungen. Laut Hadany konzentriert sich die aktuelle Theorie darüber, wie Pflanzen Geräusche erzeugen, auf ihr Xylem, die Röhren, die Wasser und Nährstoffe von ihren Wurzeln zu ihren Stängeln und Blättern transportieren. Das Wasser im Xylem wird durch die Oberflächenspannung zusammengehalten, genau wie Wasser, das durch einen Trinkhalm gesaugt wird. Wenn sich im Xylem eine Luftblase bildet oder platzt, kann es zu einem leichten Knallgeräusch kommen. Bei Trockenstress ist die Blasenbildung wahrscheinlicher. Der genaue Mechanismus bedarf jedoch weiterer Untersuchungen, sagt Hadany.

Das Team erstellte ein maschinelles Lernmodell, um anhand der von ihr erzeugten Geräusche mit einer Genauigkeit von etwa 70 % abzuleiten, ob eine Pflanze geschnitten wurde oder unter Wasserstress stand. Dieses Ergebnis legt eine mögliche Rolle für die Audioüberwachung von Pflanzen in der Landwirtschaft und im Gartenbau nahe.

Um die Praktikabilität dieses Ansatzes zu testen, versuchte das Team, Pflanzen in einem Gewächshaus aufzuzeichnen. Mithilfe eines Computerprogramms, das darauf trainiert ist, Hintergrundgeräusche von Wind- und Klimaanlagen herauszufiltern, waren die Pflanzen weiterhin zu hören. Pilotstudien der Autoren legen nahe, dass Tomaten- und Tabakpflanzen keine Ausreißer sind. Auch Weizen (Triticum aestivum), Mais (Zea mays) und Weintrauben (Vitis vinifera) machen Geräusche, wenn sie durstig sind.

Zuvor hatte Hadanys Team auch untersucht, ob Pflanzen Geräusche „hören“ können, und fand heraus, dass Strand-Nachtprimosen (Oenothera drummondii) süßeren Nektar abgeben, wenn sie dem Geräusch einer fliegenden Biene ausgesetzt werden.

Sind Pflanzengeräusche also ein wichtiges Merkmal von Ökosystemen, das das Verhalten von Pflanzen und Tieren gleichermaßen beeinflusst? Laut Graham Pyke, einem pensionierten Biologen an der Macquarie University in Sydney, Australien, der sich auf Umweltwissenschaften spezialisiert hat, sind die Beweise noch nicht eindeutig.

Er ist skeptisch, dass Tiere auf das Stöhnen gestresster Pflanzen hören. „Es ist unwahrscheinlich, dass diese Tiere das Geräusch aus solchen Entfernungen wirklich hören können“, sagt er. Er meint, die Geräusche wären zu leise. Weitere Untersuchungen sollten mehr Licht in die Angelegenheit bringen. Aber Pyke sagt, er sei durchaus bereit zu akzeptieren, dass Pflanzen bei Stress „quietschen“.

Dieser Artikel wird mit Genehmigung reproduziert und erstmals am 30. März 2023 veröffentlicht.

Emma Marisist ein Umweltautor, der in Oregon lebt.

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