In Zeiten intensiven Stresses lassen Menschen manchmal ihre Angst mit einem Quietschen aus - und eine neue Studie legt nahe, dass Pflanzen dasselbe tun könnten.
Im Gegensatz zu menschlichen Schreien sind Pflanzengeräusche jedoch zu hochfrequent, als dass wir sie hören könnten. Dies geht aus der Untersuchung hervor, die am 2. Dezember in der bioRxiv-Datenbank veröffentlicht wurde. Als Forscher der Universität Tel Aviv in Israel Mikrofone in der Nähe von gestressten Tomaten- und Tabakpflanzen platzierten, nahmen die Instrumente das Ultraschallquietschen der Pflanzen aus einer Entfernung von etwa 10 Zentimetern auf. Die Geräusche fielen in einen Bereich von 20 bis 100 Kilohertz, ein Volumen, das möglicherweise "von einigen Organismen aus einer Entfernung von bis zu mehreren Metern nachgewiesen werden kann", stellten die Autoren fest. (Das Papier wurde noch nicht von Experten begutachtet.)
Tiere und Pflanzen könnten zuhören und auf die leisen Schreie von Pflanzen reagieren, und vielleicht könnten auch Menschen mit den richtigen Werkzeugen in der Hand, fügten die Autoren hinzu. Die Idee, dass "Geräusche, die dürrebelastete Pflanzen machen, in der Präzisionslandwirtschaft verwendet werden könnten, erscheint machbar, wenn es nicht zu kostspielig ist, die Aufzeichnung in einer Feldsituation zu erstellen", Anne Visscher, eine Mitarbeiterin der Abteilung für Vergleichende Pflanzen- und Pilzbiologie in den Royal Botanic Gardens in Großbritannien, sagte New Scientist.
Wie Tiere reagieren Pflanzen auf verschiedene Weise auf Stress. Studien legen nahe, dass Pflanzen stinkende chemische Verbindungen freisetzen oder ihre Farbe und Form als Reaktion auf Trockenheit und Bisse von hungrigen Pflanzenfressern ändern können. Tiere scheinen diese botanischen Stresssignale zu erkennen und darauf zu reagieren, und sogar andere Pflanzen scheinen die Gerüche aus der Luft aufzunehmen, die von ihren angespannten Nachbarn wehten. Einige frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass Pflanzen auch auf Geräusche reagieren, aber es blieb die Frage offen, ob Pflanzen selbst nachweisbare Geräusche abgeben.
In früheren Studien haben Forscher Aufzeichnungsgeräte direkt an Pflanzen angebracht, um auf geheime Geräusche in ihren Stängeln zu achten. In Pflanzen, die durch Trockenheit gestresst sind, bildeten sich Luftblasen, platzten und lösten Vibrationen im Gewebe aus, die normalerweise Wasser über die Stängel der Pflanzen transportieren. Der als Kavitation bekannte Prozess wurde von den angeschlossenen Aufnahmegeräten aufgenommen, aber die Forscher in Tel Aviv wollten wissen, ob Pflanzengeräusche durch die Luft wandern können.
Deshalb stellte das Team Mikrofone in der Nähe von gestressten Tomaten- und Tabakpflanzen auf, die entweder in einer Schallschutzbox oder in einem offenen Gewächshaus untergebracht waren. Die Forscher setzten eine Gruppe von Pflanzen Dürrebedingungen und eine andere physischen Schäden (einem abgeschnittenen Stamm) aus. Eine dritte unberührte Gruppe diente als Vergleichspunkt.
Die Aufzeichnungen zeigten, dass die verschiedenen Pflanzenarten je nach Stressor unterschiedliche Geräusche mit unterschiedlichen Raten machten. Trockenstress-Tomatenpflanzen stießen durchschnittlich etwa 35 Ultraschallquietschen pro Stunde aus, während solche mit geschnittenen Stielen etwa 25 machten. Trockenstress-Tabakpflanzen stießen ungefähr 11 Schreie pro Stunde aus und Schnittkulturen machten ungefähr 15 Geräusche gleichzeitig. Im Vergleich dazu fiel die durchschnittliche Anzahl der von unberührten Pflanzen abgegebenen Geräusche unter eins pro Stunde.
Angesichts der unterschiedlichen Geräusche zwischen den Gruppen fragten sich die Forscher, ob sie jede Pflanze nur anhand ihrer charakteristischen Schreie identifizieren könnten. Mithilfe von maschinellem Lernen - einer Art Algorithmus für künstliche Intelligenz - wählte das Team unterschiedliche Merkmale in jedem Satz von Geräuschen aus und sortierte ihre Pflanzen erfolgreich in drei Kategorien: "trocken, geschnitten oder intakt". Eines Tages könnten Landwirte eine ähnliche Technologie verwenden, um auf dürrebelastete Pflanzen auf ihren Feldern zu achten, schlugen die Autoren vor.
In dieser Studie haben die Autoren nicht getestet, ob Pflanzen, die Krankheiten, Salzüberschüssen oder ungünstigen Temperaturen ausgesetzt sind, ebenfalls Geräusche abgeben. Daher ist nicht bekannt, ob alle gestressten Pflanzen quietschen. Die Forscher haben jedoch ähnliche Geräusche in anderen Pflanzen mit Schnitt- oder Trockenstress aufgenommen, darunter stachelige Nadelkissenkakteen und Henbit-Unkraut. Insekten wie Motten können auf Geräusche von gestressten Pflanzen achten, um ihren Zustand zu beurteilen, bevor sie Eier auf ihre Blätter legen, schlugen die Autoren vor.
Bis die Wissenschaftler beobachten, wie und ob Motten auf Pflanzengeräusche reagieren, bleibt diese Schlussfolgerung spekulativ, fügten die Autoren hinzu - tatsächlich sagte ein externer Experte, die Idee sei möglicherweise "etwas zu spekulativ".
Edward Farmer, Professor für Pflanzenmolekularbiologie an der Universität Lausanne in der Schweiz, sagte gegenüber New Scientist, dass Insekten bestimmte Pflanzen aus verschiedenen Gründen bevorzugen und dass er bezweifelt, dass übermäßiger Lärm einer dieser Gründe ist. Darüber hinaus berücksichtigte die neue Studie keine Geräusche, die das Trocknen des Bodens selbst verursachen könnte, sowie andere verwirrende Geräusche, die die Mikrofone der Forscher möglicherweise aufgenommen haben, fügte Farmer hinzu.
