Die verborgene Sprache der Pflanzen

Wer im Herbst durch einen Wald spaziert, erlebt die Natur in einer Phase des Rückzugs. Die Blätter verfärben sich, das Wachstum verlangsamt sich und die Bäume bereiten sich auf die Winterruhe vor. Doch hinter der scheinbaren Stille verbirgt sich ein komplexes Zusammenspiel biologischer Prozesse. Pflanzen tauschen über chemische Stoffe Informationen aus, reagieren auf elektrische Signale und sind über unterirdische Pilzgeflechte miteinander verbunden.

Besonders eindrucksvoll zeigt sich dieses Zusammenspiel, wenn Pflanzen verletzt oder von Schädlingen befallen werden. Frisst beispielsweise eine Raupe an einem Blatt, setzt die betroffene Pflanze flüchtige organische Verbindungen frei. Diese Duftstoffe gelangen in die Umgebung und können bei benachbarten Pflanzen Abwehrreaktionen auslösen. Sie bilden daraufhin vermehrt Bitterstoffe oder andere Substanzen, die sie für Fressfeinde weniger attraktiv machen.

Forscher um den Pflanzenbiologen Martin Heil konnten solche Reaktionen unter anderem bei Limabohnen nachweisen. Die Pflanzen reagierten auf chemische Signale ihrer Nachbarn und passten ihre Abwehr entsprechend an. Manche Gewächse locken über bestimmte Duftstoffe sogar gezielt natürliche Feinde ihrer Schädlinge an.

Ein weiterer Teil dieser Kommunikation spielt sich im Boden ab. Dort verbinden feine Pilzfäden, sogenannte Mykorrhizapilze, die Wurzeln zahlreicher Pflanzen miteinander. Dieses weitverzweigte Geflecht wird häufig als „Wood Wide Web“ bezeichnet.

Bereits 1997 zeigte die kanadische Forstwissenschaftlerin Suzanne Simard, dass Kohlenstoff zwischen Bäumen über solche Pilzverbindungen übertragen werden kann. Spätere Untersuchungen bestätigten, dass auch unter natürlichen Bedingungen Stofftransporte zwischen verschiedenen Bäumen stattfinden. Wie umfangreich dieser Austausch ist und welche Bedeutung er für die beteiligten Pflanzen hat, wird allerdings weiterhin erforscht.

Die unterirdischen Verbindungen können Pflanzen bei der Aufnahme von Wasser und Nährstoffen unterstützen. Zugleich konkurrieren Bäume und Pilze um begrenzte Ressourcen. Das Zusammenspiel folgt komplexen ökologischen Mechanismen, die Wissenschaftler erst allmählich verstehen.

Noch erstaunlicher erscheinen Erkenntnisse aus der akustischen Pflanzenforschung. Ein Team um die israelische Wissenschaftlerin Lilach Hadany von der Universität Tel Aviv wies 2023 nach, dass gestresste Tomaten- und Tabakpflanzen Ultraschalllaute abgeben.

Die Geräusche liegen überwiegend außerhalb des menschlichen Hörbereichs. Sie entstehen vermutlich durch physikalische Vorgänge in den wasserleitenden Gefäßen der Pflanzen, insbesondere durch die Bildung und das Zusammenfallen kleiner Gasblasen. Anhand der aufgezeichneten Laute konnten die Forscher sogar zwischen verschiedenen Stresszuständen unterscheiden, etwa Wassermangel und Verletzungen.

Ob andere Pflanzen diese Geräusche als Warnsignale nutzen, ist bislang nicht abschließend geklärt. Die Forschung zeigt jedoch, dass die pflanzliche Umwelt weit mehr akustische Informationen enthält, als Menschen wahrnehmen können.

Die erstaunlichen Fähigkeiten der Pflanzen werfen eine grundsätzliche Frage auf: Können sie ihre Umwelt bewusst wahrnehmen oder sogar Schmerzen empfinden?

Tatsächlich verfügen Pflanzen über elektrische Signalwege, mit denen sie Reaktionen auf Verletzungen, Trockenheit oder andere Umwelteinflüsse koordinieren. Ein Nervensystem oder Gehirn, wie es bei Tieren für die bewusste Schmerzwahrnehmung verantwortlich ist, besitzen sie allerdings nicht. Die meisten Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass Pflanzen keinen Schmerz im neurologischen Sinne empfinden.

Wie weit ihre Wahrnehmungsfähigkeit reicht, bleibt Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Fest steht, dass Pflanzen ihre Umgebung fortlaufend registrieren und ihre Lebensprozesse daran anpassen. Ein abgebrochener Ast, ein Schädling oder zunehmende Trockenheit setzen Vorgänge in Gang, die sich auf den gesamten Organismus auswirken können.

Gerade jetzt, wenn im Herbst wieder Scheren und Sägen zum Einsatz kommen, lohnt sich deshalb ein genauerer Blick auf unsere Bäume. Denn selbst wenn sie während der Winterruhe regungslos erscheinen, bleiben sie Teil eines vielschichtigen biologischen Netzwerks, dessen Zusammenhänge die Wissenschaft noch längst nicht vollständig entschlüsselt hat.