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Eine Pflanze begeistert seit Generationen Kinder und Erwachsene Brasiliens: die Dormideira. Übersetzt würde ihr Name in etwa „Schlafmütze“ lauten. Für eine Schlafmütze reagiert sie allerdings ziemlich schnell. Werden ihre Blätter berührt, schließt sie diese sofort, ganz so als wäre sie erschreckt. Manche sagen deshalb auch, sie ist schüchtern. Andere halten es für einen Schutzinstinkt. Aber können Pflanzen überhaupt einen Instinkt haben? Und wenn sie einen Instinkt haben, haben sie dann auch Gefühle? Wie würden sich diese Gefühle messen lassen?
Die erste Erklärung der Biologen auf die Reaktion der Dormideira (Mimosa pudica) ist nüchtern. Die an Straßen- und Wegesrändern oder auf Wiesen wachsende Pflanze schließt ihre Blätter rasend schnell, weil sie damit Freßfeinde abwehren will, lautet ihre Erklärung. Die Biologen vermuten, dass die Insekten sie wegen der Geschwindigkeit, mit der sie ihre Blätter bewegt, möglicherweise mit einer fleischfressenden Pflanze verwechseln und deshalb vorsichtshalber von ihr ablassen.
Die in Brasilien und anderen Ländern Lateinamerikas heimische Pflanze hat natürlich keine Muskeln, mit der sie ihre Blätter bewegt. Sie hat aber so etwas wie ein Nervensystem, über das sie elektrische Signale schickt. Sie arbeitet zudem mit einem hydraulischen System, d.h. der Schließreflex ihrer Blätter geschieht mit Hilfe von Wasser. Ausgelöst wird er von elektrischen Signalen, wie die Wissenschaftler herausgefunden haben.
Bei einer Berührung sendet die Pflanze elektrische Signale. Darauf reagieren die Zellen am Blattstiel. Die sind im Normalzustand prall mit Wasser gefüllt. Erhalten sie das entsprechende elektrische Signal, geben sie sofort das Wasser ab. Beim Blatt ruft dies ein abruptes Welken hervor. Ähnlich wie ein Luftballon, dem die Luft ausgeht, geht dem Blatt das Wasser und damit seine Steifheit aus, die es aufrechterhält.
Für den Beobachter sieht dies so aus, als würden sich die rechts und links am Stiel angeordneten kleinen Blätter plötzlich schließen. Das hydraulische System funktioniert natürlich auch umgekehrt. Will die Pflanze ihre gefiederten Blätter wieder ausbreiten, pumpt sie einfach Wasser in die Zellen und schon erscheint das Blatt offen.
Theoretisch müsste die Dormideira eigentlich auch dann ihre Blätter schließen, wenn Regentropfen auf sie fallen. Das tut sie aber nicht. Auch, wer mit der Dormideira spielt und sie in kurzen Abständen immer wieder berührt, um ihre Reaktion zu bestaunen, merkt nach ein paar Berührungen, dass die Pflanze träge wird oder die Lust am vom neugierigen Menschen aufgezwungenen Schließen-Öffnen-Spiel verliert. Nach einigen aufeinanderfolgenden Berührungsversuchen reagieren die Blätter jedenfalls nur noch langsam und schließlich gar nicht mehr.
Warum die Dormideira nicht auf alle Kontakte gleich reagiert oder anscheinend zwischen einer möglichen Attacke und harmlosen Berührungen unterscheiden kann, wollten auch die Wissenschaftler herausfinden. Dr. Monica Gagliano von der Universität Pelotas (UFPel) und ihr Team haben 2014 dazu Tests und Studien durchgeführt. Auch an der Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) der Universität São Paulo (USP) sind die Wissenschaftler dem nachgegangen.
Das Ergebnis der Studien ist verblüffend. Sie belegen, dass die Pflanze eine Lernfähigkeit besitzt. Die Dormideira lernt tatsächlich zu unterschieden, wann ein Reiz für sie gefährlich ist und wann er ignoriert werden kann. Forscher der Esalq-USP haben dies mit einem einfachen Test veranschaulicht.
Die Dormideiras wurden dazu in Töpfen gepflanzt. Haben sie den Topf auf den Boden gestoßen, hat die Dormideira sofort alle ihrer Blätter geschlossen. Ist das aber wiederholt gemacht worden, hat die Pflanze aufgehört, mit ihrem Schutzmechanismus zu reagieren und sich auch nach einem Monat Pause noch geweigert, ihre Blätter bei einem Topfstoß zu schließen.
Der Pflanze wird damit eine Art Erinnerungsvermögen bescheinigt, von dem ihre Reaktionen beeinflußt werden. Je nachdem, ob sie einen Reiz als gefährlich, eher ungefährlich oder völlig harmlos einstuft, stößt sie unterschiedlich starke elektrische Impulse aus, die zur Schließung einzelner oder aller Blätter führen oder dazu, gar nicht erst zu reagieren.
Gezeigt haben die Studien, dass die vermeintliche „Schlafmütze“ alles andere als eine Schlafmütze ist, und dass sie sogar eigene Entscheidungen fällt, indem sie anscheinend auf ihr mit Erfahrungen gefülltes „Gedächtnis“ zurückgreift und festlegt, wann ein Reiz für sie gefährlich ist und wann nicht, wie André Geremia Parise von der Esalq-USP konstatiert.
Baum hält sich Ameisen als Schutzheer
Äußerst aktiv ist auch der Embaúba, ein Ameisenbaum. Er wächst in beinahe allen Regionen Brasiliens. Als Pionierbaum ist er einer der ersten Bäume, der auf kahlgeschlagenen oder brachliegenden Flächen wächst, und das mit einer Geschwindigkeit von bis zu zwei Metern oder mehr im Jahr. Sein schnelles Wachstum verdankt er einer Besonderheit. Statt seinen Stamm völlig mit Holz auszubilden, beschränkt er sich auf hölzerne Außenwände. Innen ist er hohl.
Weil Ameisenbäume über das Kronendach der Regenwälder hinausragen, werden sie oft von Tukanen, Viuvinha und anderen Vögeln als Aussichtstürme benutzt. Gegen die Vögel hat der Embaúba nichts einzuwenden, helfen sie ihm doch, seine Samen zu verbreiten. Andere Tiere, wie Insekten, die sich an seinen Blättern gütlich halten wollen, vertreibt er hingegen. Das geschieht auf besondere Weise.
Er geht dazu eine Partnerschaft mit Ameisen ein. Manch einer mag vielleicht sagen, er geht die Partnerschaft bewusst ein. Tatsache ist, dass viele der Embaúba-Bäume Ameisen beherbegen. Sie nisten sich in seinen Hohlräumen ein. Manche der Ameisenvölker, die auf ihm leben, betreiben dabei sogar eine Art Landwirtschaft und halten in den hohlen Sprossachsen des Baumes Schildläuse, deren Absonderungen sie aufsaugen.
Für Nahrung sorgt aber auch der Ameisenbaum selbst. Die Unterseite seiner großen gefiederten Blätter ist behaart. Über diese Härchen gibt der Baum Müllersche Körperchen ab, perlenartige, kleine Tropfen eines latexartigen Saftes.
Ganz uneigennützig tut der Baum dies nicht. Wird eins seiner Blätter angefressen, stößt dieses VOCs (Volatile Organic Compounds) aus, flüchtige organische Verbindungen. Die Kombination von Gasen und Gerüchen ist für die Ameisen ein Alarmsignal zum Ausrücken. Erhalten sie den Alarm, ziehen sie sofort los, um die ungewollten Freßfeinde ihres Wirtes zu bekämpfen. Die Ameisen verteidigen damit ihre Bäume gegen Schädlinge und Fressfeinde, wie beispielsweise gegen Blattschneiderameisen.
Pflanzen, „solidarische Wesen“
„Pflanzen sind äußerst manipulativ“, sagte André Geremia Parise in einem Live. André Geremia Parise ist einer der brasilianischen Wissenschaftler, die versuchen, mehr über die Welt der Pflanzen herauszufinden. Am Laboratório de Cognição e Eletrofisiologia Vegetal (LACEV) der Universität Pelotas hat er eine Doktorarbeit über die Kommunikation der Pflanzen erarbeitet.
Über das Labor laufen Projekte und Studien zur Erforschung von Fragen wie, ob Pflanzen ein Gedächtnis haben, sie lernfähig sind, sie mit anderen Pflanzen oder Tieren kommunizieren können und wie dies geschieht. „Unser Ziel ist es, zum Aufbau einer neuen Sichtweise auf die Pflanzen beizutragen, als kognitive und intelligente Systeme an ihren Schnittstellen mit der äußeren Umwelt“, heißt es auf der Homepage des LACEV.
Manchmal geschieht die Kommunikation auf sehr subtile Weise. In einem Versuch haben die Forscher im Labor einer Reihe von Pflanzen einen Langtag und anderen Pflanzen einen Kurztag, mit einer geringen Anzahl von Lichtstunden, vorgespielt. Das Wasser, mit dem die Pflanzen gegossen wurden, wurde jeweils aufgefangen. Mit ihm haben die Forscher wiederum Pflanzen einer weiteren Kurztagessimulation bewässert.
Die Kurztages-Pflanzen mit dem Wasser der Pflanzen des ersten Kurztageszyklus wuchsen daraufhin eher kläglich. Diejenigen, die das Wasser der Pflanzen vom Langtageszyklus erhalten haben, entwickelten sich hingegen prächtig und sind zur Blüte gelangt, obwohl sie eigentlich ja in einem Kurztageszyklus gestanden sind.
André Geremia Parise schlussfolgert aus dem Versuchsergebnis, dass die Pflanzen miteinander kommuniziert haben. Bei ihrer Kommunikation ging es dabei unter anderem um den Blütezeitpunkt. Den scheinen die Pflanzen synchronisiert zu haben, auch wenn die einen im Kurztageszyklus gestanden sind und die anderen im Langtageszyklus.
In der freien Natur ist eine zeitnahe Blüte der gleichen Art durchaus von Vorteil. Verbessert würde damit der Bestäubungserfolg und somit ebenso das Überleben der Art.
Gehen die meisten Menschen davon aus, dass unter Pflanzen ein starkes Konkurrenzverhalten um Platz, Licht, Nahrung und Wasser herrscht, zeigt der Versuch auch, dass Pflanzen nicht nur an sich denken. Denken ist vielleicht nicht der richtige Ausdruck, zumindest scheinen sich manche Pflanzen aber untereinander abzustimmen oder gar zu helfen.
Der in Wales geborene Edward Farmer hat an der Schweizer Universität Lausanne schon in den 1990er Jahren nachgewiesen, dass Pflanzen kommunizieren und dies nicht unbedingt eigennützig ist. In Laborversuchen hat er festgestellt, dass Artemisia-Arten, zu denen der Beifuß gehört, das pflanzliche Hormon Methyljasmonat ausstoßen, wenn sie von Insekten befallen werden.
Das Hormon ist dabei zu den nahestehenden Tomatenpflanzen gelangt. Die haben daraufhin wiederum eine Substanz produziert, die den Insekten nicht bekommen ist. Die Tomaten sind damit über das von der Artemisia ausgestoßene Hormon, in einer Art solidarischen Aktes, gewarnt worden und konnten sich so vorbereiten, um eine Attacke abzuwehren.
Vielleicht wollten die Artemisia damit auch nur erreichen, dass sich die für sie schädlichen Insekten nicht weiter vermehren und andere ihrer Artgenossen befallen oder gar ausrotten können. Wie sagte schon André Geremia Parise? „Pflanzen sind äußerst manipulativ.“