Pflanzen lernen und erinnern sich

Mithilfe ihres Nervensystems nehmen Tiere riesige Mengen an Informationen aus der Umwelt auf, speichern sie und rufen sie wieder ab. Das ermöglicht es ihnen zu lernen und sich an neue Situationen anzupassen. Auch Pflanzen nehmen umfangreiche Informationen aus ihrer Umwelt auf, besitzen aber kein Nervensystem. Daher hat man ihnen eine Lernfähigkeit bisher nicht zugetraut. Eine experimentelle Studie hat nun an Mimosen gezeigt, dass diese Pflanzen ähnlich wie Tiere lernen können.

Mimose (Mimosa pudica)

Mimose (Mimosa pudica). Foto: Bouba, Creative Commons

Wenn Mimosen (Mimosa pudica) berührt, erschüttert, schnell erwärmt oder gekühlt werden, falten sie die betroffenen Blätter zusammen. Aufgrund ihres direkt sichtbaren Verhaltens bieten sie sich an, ihre Lernfähigkeit zu testen. Monica Gagliano, die zurzeit am Centre for Evolutionary Biology der University of Western Australia forscht, nahm das Angebot an. In ihrer Versuchsreihe wandte sie unterstützt von zwei Kollegen experimentelle Methoden an, mit denen sonst tierisches Lernverhalten getestet wird. Das heißt, die Forscher entwarfen das Experiment so, als ob die Mimose ein Tier wäre. [ 1 ]

Lernen ohne Gehirn

Gagliano und ihre Kollegen trainierten das Gedächtnis von Mimosen, indem sie mithilfe einer Apparatur wiederholt Wasser auf die Pflanzen tropfen ließen. Als Reaktion auf die Tropfen falteten die Mimosen zunächst ihre Blätter zusammen. Doch sehr schnell beendeten die Pflanzen dieses Verhalten. Anscheinend hatten sie gelernt, dass das wiederholte Tröpfeln nicht schädlich war. Wie Tiere lernten sie zudem schneller in ungünstigerer Umwelt, in diesem Fall bei schwächerer Beleuchtung. Zudem „erinnerten“ sich die Pflanzen auch noch nach Wochen daran, was sie gelernt hatten, selbst unter veränderten Umgebungsbedingungen.

Die Forscher verstehen nicht, auf welche Weise Pflanzen ohne Nervensystem lernen. Als ersten Erklärungsansatz sehen sie das ausgeklügelte auf Calcium basierende Signalisierungs-Netzwerk der pflanzlichen Zellen, deren Informationsverarbeitung dem Erinnerungsprozessen im tierischen Gehirn entsprechen könnte.

Die neue Sicht auf Pflanzen

Das Mimosen-Experiment verändert die menschliche Sicht auf die Pflanzen und macht die Grenze zwischen Pflanzenreich und Tierreich durchlässiger. Mimosen boten sich für diese Studie an, da sie sichtbar auf einen äußeren Reiz reagieren. Doch Pflanzen besitzen darüber hinaus weit mehr Verhaltensweisen, die für den Menschen nicht direkt wahrnehmbar sind. Beispielsweise wissen Wissenschaftler seit einiger Zeit, dass Pflanzen flüchtige chemische Stoffe zur Kommunikation nutzen, beispielsweise um sich gegenseitig vor einem Pflanzenfresser zu warnen.

Gagliano und Forscherkollegen entdeckten 2012, dass die Wurzeln junger Getreidepflanzen regelmäßige Klickgeräusche von sich gaben und vermutlich sogar durch Klickgeräusche miteinander kommunizierten. [ 2 ] Sie fanden außerdem heraus, dass sich junge Getreidewurzeln in Wasser stets in Richtung einer regelmäßigen Geräuschquelle im Frequenzbereich von 220 Hz ausrichteten. Innerhalb dieses Frequenzbereiches gaben die Wurzeln ebenfalls Geräusche ab.

Außerdem wiesen englische Forscher 2013 nach, das Pflanzen mit Bienen und Hummeln durch elektrische Felder Informationen austauschten. [ 3 ]

Die Pflanze, das unbekannte Wesen. Was ist im Pflanzenreich noch alles verborgen, von dem wir nicht einmal etwas ahnen?

Links

[ 1 ] Monica Gagliano, Michael Renton, Martial Depczynski, Stefano Mancuso: Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters, Oecologia, January 2014, doi: 10.1007/s00442-013-2873-7
http://link.springer.com/article/10.1007/s00442-013-2873-7

[ 2 ] Monica Gagliano, Stefano Mancuso, Daniel Robert: Towards understanding plant bioacoustics, Trends in Plant Science, Volume 17, Issue 6, 323-325, 22 March 2012, doi:10.1016/j.tplants.2012.03.002
http://www.cell.com/trends/plant-science/abstract/S1360-1385(12)00054-4

[ 3 ] Floral signs go electric
http://www.bristol.ac.uk/news/2013/9163.html

One thought on “Pflanzen lernen und erinnern sich

  1. Mich würde in diesem Zusammenhang interessieren, wieso die Mimose z.B. sich bei den Regentropfen erst zusammenzieht und dann nicht mehr.
    Und wieso sie das verstärkt unter schwierigen bedingungen tut.
    Hat sie “verstanden”, dass das Wasser nichts schlechtes ist?;
    Stresst es sie mehr, auf das wiederholte betröpfeln zu reagieren, als die Tropfen stressen?
    Ist es eine Intelligenz, oder eine logische Schlussfolgerung des Systems darauf zu reagieren?
    Besteht darin ein Unterschied?
    Hat die Natur eventuell auch die zu oft gestresste und sich dadurch nicht voll entfaltende Mimose selektiert, generell nicht mehr so stark auf die Umwelt zu reagieren?

    //
    “Lernt” eine Pflanze es so zu wachsen, dass sie sich durch ihre eigenen Blätter nicht das Licht nimmt?,…
    ,… falls sie es überhaupt tut.
    Und inwieweit verändern Pflanzen solch ein Verhalten unter welchen Umständen?

    Falls in der Nähe von Bochum solche Experimente zur Schau gestellt werden, würde ich gerne Teil nehmen.

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