Das geheime Leben der Pflanzen wird zunehmend entschlüsselt: Sie kommunizieren unterirdisch und haben ähnliche Vorfahren wie Tiere.
Wien. Ein friedlicher Platz in der Sonne bietet andere Bedingungen als ein windiger Ort im Schatten, den man sich mit den Nachbarn teilt. Um sich über die Verhältnisse im Freien auszutauschen, schicken sich Pflanzen, die einander nahe stehen, Signale. Mit komplexen chemischen Systemen verständigen sie ihre Artgenossen, was läuft. Damit machen sie einen Mangel wett: Stumm und im Boden festgewachsen, können sie nicht auf ihre Geschwister zugehen und einen Wortschwall über Wind und Wetter oder die Anwesenheit spielender Kleinkinder loslassen. Aus diesem Grund kommunizieren Pflanzen unterirdisch.
Mais-Keimlinge schicken etwa Botschaften, indem sie Sekrete über die Wurzeln ins Erdreich ausschwitzen. Alle anderen Gewächse in der Umgebung nehmen die Ausdünstungen im Boden wahr und erkennen, ob sie von Verwandten oder von Fremden stammen. Ihr Wachstum passen sie den Botschaften an. Das berichten Velemir Ninkovic und sein Team von Schwedens Universität für Agrarwissenschaften in Stockholm im Fachjournal "Plos One".
Um die Wechselwirkung zwischen der unterirdischen Stillen Post und Aktionen über der Erde zu verstehen, haben die Forschenden in einer Nährlösung wachsende Mais-Keimlinge in Stress versetzt und beobachtet, wie ihre Geschwister darauf reagierten. Sie strichen viele Male über die Mais-Blätter, um die Berührungen benachbarter Pflanzen zu simulieren. Danach sammelten sie die Chemikalien, die die Keimlinge abgegeben hatten, und brachten sie in ein zweites Gefäß mit anderen Mais-Keimlingen ein. Diese entwickelten mehr Blätter und weniger Wurzeln als Kontrollpflanzen in einer Lösung, in der Keimlinge in Frieden gelassen worden waren.
Weiters steckten die Studienautoren neu ausgekeimte Pflanzen in eine Y-förmige Röhre, die links die Lösung mit dem Sekret der gestressten und rechts die Lösung ohne Sekret enthielt. Die Wurzel des Keimlings wuchs in die Richtung ohne Sekret - in der Natur wäre das hin zur unberührten Pflanze, die stressfrei lebt. "Sogar kleine Störungen können die unterirdische Kommunikation verändern", schreiben die Autoren in einer Aussendung.
Eiweiße wie Menschen
Wer von dem ausgeklügelten Mechanismus beeindruckt ist, darf weiter staunen: Die Zellen unserer grünen Freunde haben Gemeinsamkeiten mit unseren eigenen Nervenzellen. Sie enthalten Eiweiße, die den tierischen Glutamat-Rezeptoren ähnlich sind. Glutamat ist auch beim Menschen einer der wichtigsten Neurotransmitter von Signalen im zentralen Nervensystem.
Obwohl Pflanzen kein zentrales Nervensystem haben, benötigen sie Glutamat-Rezeptoren für lebenserhaltende Funktionen, wie Paarung, Wachstum, Krankheitsabwehr und die Kontrolle des Kalzium-Haushalts. Kalzium wiederum ist die Basis oder wie Studienautor Jose Feijo sagt die "Lingua Franca" der Zell-Kommunikation in Pflanzenzellen und in Tier-Nervenzellen. Die funktionalen Ähnlichkeiten würden nahelegen, dass Glutamat-Eiweiße von einem gemeinsamen Ahnen stammen. Aus dem Einzeller könnten Pflanzen in einer und Tiere in einer anderen Linie entstanden sein, berichten die US-Forscher der Universität Maryland in "Science".