Wenn Sie durch ein stilles Feld gehen, ahnen Sie nicht, dass die Pflanzen um Sie herum Ultraschallklicks von sich geben. Dennoch zeigen aktuelle Arbeiten, dass gestresste Pflanzen Töne in für uns unhörbaren Frequenzen erzeugen. Diese Geräusche, vergleichbar mit platzenden Blasen, könnten ein Kommunikationsmittel sein.
Ein Biologenteam der Universität Tel Aviv hat Tomaten- und Tabakpflanzen unter verschiedenen Bedingungen aufgezeichnet. Die Geräusche, beschrieben in der Fachzeitschrift
Cell, erreichen etwa 60 Dezibel, also die Lautstärke eines normalen Gesprächs.
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Um diese Ultraschallgeräusche aufzufangen, platzierten die Forscher Mikrofone in einer schallisolierten Kammer und anschließend in einem Gewächshaus mit Umgebungsgeräuschen. Die Pflanzen wurden zwei Arten von Stress ausgesetzt: Wassermangel und das Abschneiden der Stängel. Ein Algorithmus des maschinellen Lernens analysierte anschließend die Aufnahmen.
Überraschenderweise konnte er gesunde von gestressten Pflanzen unterscheiden und sogar die Stressursache identifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass dehydrierte Pflanzen etwa 30 bis 50 Geräusche pro Stunde von sich geben, während gesunde Pflanzen fast völlig still sind.
Die Forscher führen diese Klicks auf Kavitation zurück, einen Prozess, bei dem sich Luftblasen in den Leitgefäßen der Pflanze bilden und platzen. Dieses Phänomen tritt auf, wenn der Pflanze Wasser fehlt oder sie eine Verletzung erleidet. Die Geräusche beginnen bereits vor dem Auftreten sichtbarer Stressanzeichen wie Welken. Darüber hinaus erzeugt jede Stressart ein eigenes Klangmuster. Den Forschern gelang es sogar, die von Tomaten abgegebenen Geräusche von denen des Tabaks zu unterscheiden.
Könnten andere Organismen sie hören und darauf reagieren? Nachtfalter beispielsweise nutzen Ultraschall zur Kommunikation. Es ist möglich, dass sie die Notsignale der Pflanzen auffangen, um zu entscheiden, wo sie ihre Eier ablegen. Ebenso könnten benachbarte Pflanzen diese Vibrationen wahrnehmen und ihre Abwehr anpassen.
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Im landwirtschaftlichen Bereich eröffnet diese Entdeckung vielversprechende Perspektiven. Auf den Feldern installierte Mikrofone könnten Trockenstress bei Kulturen frühzeitig erkennen. Landwirte könnten so gezielt bewässern, Wasser sparen und die Erträge verbessern.
Diese nichtinvasive und kostengünstige Methode könnte Bodensensoren ergänzen. Zudem würde sie durch die Identifizierung von Krankheiten, bevor sie sichtbar werden, schnellere und effektivere Eingriffe ermöglichen.
Die Forscher planen nun zu untersuchen, wer diese Ultraschallgeräusche in der Natur hört. Sie testen die Reaktionen von Tieren und anderen Pflanzen in verschiedenen Umgebungen. Das Verständnis dieses akustischen Netzwerks könnte unbekannte ökologische Wechselwirkungen offenbaren.
Quelle: Cell