"Die Vernetzung der Pflanzen mit Pilzen lehrt uns, wie wir mit anderen Organismen zum Nutzen des Ökosystems interagieren können.
Es gibt Beispiele, dass Pflanzen giftig werden, wenn sie gefährdet sind. Wir haben keine Ahnung, wann solch eine dramatische Veränderung einsetzen kann."
Auch Pflanzen haben Probleme -und Organe, um diese zu lösen. Pflanzen verfügen über kein Gehirn, wohl aber über eine Kommandozentrale, die wie eine Art "botanische Intelligenz" in den Wurzeln steckt. Die FURCHE hat den Pflanzenforscher Frantisˇek Baluška dazu befragt.
Die Furche: Botaniker leben heute in spannenden Zeiten. Welches Forschungsergebnis hat Sie zuletzt am meisten fasziniert?
František Baluška: Kürzlich wurde in einer Studie berichtet, dass Tomaten, die von Weidenspinner-Raupen befallen werden, Chemikalien freisetzen, die diese Raupen zu Kannibalen machen. Das nützt der Pflanze auf zweierlei Art: Erstens reduziert Kannibalismus die Raupenfülle, zweitens fressen kannibalische Raupen deutlich weniger Tomatenblätter. Es gibt auch Beispiele, wie Pflanzen die Feinde ihrer eigenen Fraßfeinde anwerben: So manipuliert eine Akazienart Ameisen zu ihrem Schutz. All diese Berichte legen nahe, dass Pflanzen sogar noch schlauer sein können als Tiere.
Die Furche: Warum gelten Pflanzen dann oft noch als Lebewesen niederer Ordnung?
Baluška: Das scheint wohl bis auf Aristoteles zurückzugehen, der Pflanzen in seiner "Scala Natura" zwischen Steinen und Tieren platzierte. Einer der Gründe war ihre scheinbare Unbeweglichkeit, die man mit dem Fehlen von Sinnesorganen in Verbindung brachte. In der heutigen Wissenschaft werden Pflanzen immer noch als einfache Organismen betrachtet, die auf Reize reagieren, jedoch keine mentalen und kognitiven Fähigkeiten besitzen. Aber in Wirklichkeit sind blühende Pflanzen die komplexesten Organismen auf diesem Planeten! Sie erkennen Insekten und andere Tiere sehr gut und verwenden eine Vielzahl von Chemikalien, um deren Verhalten für ihre eigenen Vorteile zu manipulieren. Dazu gehört die Unterstützung bei der Fortpflanzung und Samenausbreitung sowie der Schutz vor Pflanzenfressern.
Die Furche: Sie haben 2005 das Konzept der "Pflanzenneurobiologie" mitbegründet. Was kann man sich darunter vorstellen?
Baluška: Pflanzen verlassen sich auf ihre sensorischen Systeme, um präzise Informationen aus ihrer Umgebung zu erhalten, letztlich um zu überleben. Natürlich haben Pflanzen keine tierähnlichen Sinnesorgane, aber das Prinzip hinter der Erfassung physikalischer Parameter wie Licht, Temperatur, Schwerkraft und Schallwellen ist der Wahrnehmung von Tieren und Menschen sehr ähnlich. Das gilt auch für chemische Parameter wie Gerüche. Sensorische Informationen werden in elektrische und in chemische Informationen umgewandelt. Pflanzenzellen haben ähnlich wie Nervenzellen reizbare Membranen, die von ähnlichen Botenstoffen und Rezeptoren gesteuert werden. Darüber hinaus generieren sie elektrische Aktionspotenziale, um ihre Bewegungen in Gang zu bringen. Seit den Beobachtungen von Charles und Francis Darwin wissen wir, dass die Bewegungen von Wurzeln unter Kontrolle ihrer Wurzelspitzen sind, die in diesem Fall dem Gehirn niederer Tiere ähneln. Der Begriff "Neuron" wurde übrigens aus dem Altgriechischen entlehnt und bedeutet wörtlich Pflanzenfaser.
Die Furche: Warum wird dieses Arbeitsfeld immer wieder von Ihren Fachkollegen kritisiert?
Baluška: So funktioniert nun einmal die moderne Wissenschaft: Revolutionen finden nur dann statt, wenn Wissenschaftler auf unerwartete Befunde stoßen, die sich nicht mit dem allgemein akzeptierten Verständnis erklären lassen. Dies ist meist ein langer Prozess über mehrere Jahrzehnte. Seit Begründung der "Pflanzenneurobiologie" wurden bereits viele neue Begriffe vom wissenschaftlichen Mainstream akzeptiert, zum Beispiel "Pflanzenverhalten" oder "Pflanzenkommunikation". Ich bin überzeugt, dass die gesamte "Pflanzenneurobiologie" irgendwann akzeptiert werden wird. Ich traue mich aber nicht vorherzusagen, wann das sein wird.
Die Furche: Aber im Gegensatz zu Menschen und Tieren haben Pflanzen kein Gehirn. Wie kann man dann von Pflanzenintelligenz sprechen?
Baluška: Obwohl Pflanzen als solche unbeweglich sind, bewegen sich ihre Wurzelspitzen kontinuierlich und decken tatsächlich sehr große Entfernungen im Boden ab. Ihre Aufgabe ist es, Wasser und Mineralien zu finden, um Pflanzen mit genügend Nährstoffen zu versorgen und eine aktive Photosynthese zu erreichen, die organisches Material zum Aufbau ihrer Körper liefert. Sogar Wurzelspitzen von so kleinen Pflanzen wie der Gerste überqueren Hunderte von Metern, was hier wirklich eine riesige Entfernung ist! Dabei müssen Wurzelspitzen auch trockene, salzige oder giftige Bodenbereiche vermeiden. Unsere Daten legen nahe, dass Adhäsion-Kontakte zwischen Wurzelspitzenzellen den Synapsen der Nervenzellen ähneln, die mit Entscheidungen, Lernen, Gedächtnis, Kognition und Verhalten verbunden werden. Um Entscheidungen zu treffen, integrieren Pflanzen all ihre Sinneswahrnehmungen. Es gibt mehr als zwanzig Parameter, die Pflanzen kontinuierlich überwachen.
Die Furche: Was haben Sie über die Möglichkeiten der Pflanzenwahrnehmung herausgefunden?
Baluška: Unsere Studien zeigten, dass Wurzeln Schwerkraft nicht nur in bestimmten Zellen der Wurzelkappen wahrnehmen, die ja tatsächlich ein Pflanzensinnesorgan sind. Wir haben im Wurzelbereich eine Zone entdeckt, deren Zellen auf die Steuerung des Wurzelwachstums spezialisiert sind, die aber auch andere Informationen für die Integration des gesamten Pflanzenkörpers berechnen. Wurzelspitzen sind auch empfindlich für Schallwellen und elektrische Felder.
Die Furche: Pflanzen können offensichtlich auch Stress empfinden: Nach neuesten Daten sind Wurzeln, die Licht ausgesetzt sind, gestresst. Was bedeutet das?
Baluška: Diese Nachricht ist wichtig für den Mainstream der Pflanzenwissenschaft, die noch immer und überall auf der Welt mit transparenten Petrischalen arbeitet. Unsere Botschaft aus der "Pflanzenneurobiologie" ist klar: Forscher sollten die Wurzeln ihrer Pflanzen in Dunkelheit halten. Ansonsten sind die Pflanzen gestresst und die Forschungsergebnisse werden einer schwerwiegenden Neuinterpretation unterzogen werden müssen.
Die Furche: Wird jetzt eine neue Sicht auf Pflanzen notwendig?
Baluška: In der Menschheitsgeschichte begann die Zivilisation, als wir vor einigen zehntausend Jahren eine enge Ko-Evolution mit Pflanzen eingingen. Unsere aktuelle Zivilisation verlässt sich heute nur auf etwa fünf oder sechs Kulturpflanzen, um die ganze Welt zu ernähren. Einige von ihnen, zum Beispiel der Mais, sind völlig abhängig vom Menschen -also nicht in der Lage, sich ohne menschliche Eingriffe zu reproduzieren. Da Pflanzen aktive Organismen sind, die auf ihrem Erkenntnisvermögen basieren, wird eine solche enge Ko-Evolution sicher auch Auswirkungen auf unsere menschliche Natur haben. Es ist wichtig, sich dieses Problems bewusst zu sein, wenn wir genetische Veränderungen unserer Kulturpflanzen durchführen.
Die Furche: Sehen Sie hier Gefahren am Horizont?
Baluška: Es gibt alarmierende Beispiele, dass Pflanzen giftig werden, wenn sie gefährdet sind. Wir haben keine Ahnung, wann solch eine dramatische Veränderung des Pflanzenverhaltens einsetzen kann. Um eine solche Gefahr zu vermindern, müssen wir Pflanzen in ihrer Wahrnehmung und ihrem Verhalten verstehen.
Die Furche: Was können wir von den Pflanzen lernen?
Baluška: Pflanzen repräsentieren etwa 99 Prozent der vielzelligen Organismen auf der Erde. Sie bilden die Grundlage der meisten Futterketten: Das bedeutet, wenn aus irgendeinem Grund Pflanzen verschwinden oder für Tiere plötzlich giftig werden sollten, dann wäre das gesamte Leben auf der Erde in Gefahr. Die Vernetzung der Pflanzen mit Mykorrhiza-Pilzen, die von der Struktur her dem Internet sehr ähnlich sind, lehrt uns, wie wir mit anderen Organismen zum Nutzen des gesamten Ökosystems interagieren können.
