Goldrutenpflanzen können andere Pflanzen in der Nähe durch dunkelrote Lichtverhältnisse wahrnehmen und ihre Reaktionen anpassen, wenn sie von Pflanzenfressern gefressen werden, was auf eine Form von Pflanzenintelligenz hindeutet. Andre Kessler, ein chemischer Ökologe, argumentiert für Pflanzenintelligenz, indem er sie als die Fähigkeit definiert, Probleme auf der Grundlage von Umweltinformationen zu lösen. Seine Forschung zeigt, dass Goldruten Chemikalien ausstoßen, um benachbarten Pflanzen zu signalisieren, Abwehrkräfte gegen Schädlinge zu entwickeln. Dieses adaptive Verhalten und die Kommunikation durch flüchtige organische Verbindungen weisen darauf hin, dass Pflanzen Informationen verarbeiten und flexibel auf ihre Umgebung reagieren können, was traditionelle Vorstellungen von Intelligenz in Frage stellt. Quelle: SciTechDaily.com
Aktuelle Forschungsergebnisse belegen, dass Goldruten eine Form von Intelligenz aufweisen, indem sie ihre Reaktionen auf Pflanzenfresser an die Anwesenheit benachbarter Pflanzen und Umweltreize anpassen, was traditionelle Definitionen von Intelligenz in Frage stellt.
Goldruten können andere Pflanzen in der Nähe wahrnehmen, ohne sie jemals zu berühren, indem sie die von Blättern reflektierten Anteile des fernroten Lichts wahrnehmen. Wenn Goldruten von Pflanzenfressern gefressen werden, passen sie ihre Reaktion an, je nachdem, ob eine andere Pflanze in der Nähe ist oder nicht. Ist diese Art flexibler, adaptiver Reaktion in Echtzeit ein Zeichen für die Intelligenz von Pflanzen?
Die Frage ist nicht leicht zu beantworten, aber Andre Kessler, ein chemischer Ökologe, argumentiert in einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift Signalgebung und Verhalten von Pflanzen.
Definition von Intelligenz bei Pflanzen
„Es gibt mehr als 70 veröffentlichte Definitionen für Intelligenz und es besteht keine Einigkeit darüber, was Intelligenz ist, nicht einmal innerhalb eines bestimmten Fachgebiets“, sagte Kessler, Professor in der Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Fakultät für Agrar- und Biowissenschaften.
Viele Menschen glauben, dass Intelligenz ein zentrales Nervensystem erfordert, wobei elektrische Signale als Medium zur Informationsverarbeitung dienen. Einige Pflanzenbiologen setzen Gefäßsysteme von Pflanzen mit zentralen Nervensystemen gleich und gehen davon aus, dass es in der Pflanze eine Art zentrale Einheit gibt, die es ihnen ermöglicht, Informationen zu verarbeiten und zu reagieren. Kessler widerspricht dieser Idee jedoch entschieden.
Eine Goldrutenpflanze.
„Es gibt keine guten Beweise für irgendwelche Homologien mit dem Nervensystem, obwohl wir bei Pflanzen eindeutig elektrische Signale sehen. Die Frage ist jedoch, wie wichtig diese Signale für die Fähigkeit einer Pflanze sind, Umweltreize zu verarbeiten“, sagte er.
Um ihre Argumente für die Intelligenz von Pflanzen zu untermauern, haben Kessler und Co-Autor Michael Mueller, ein Doktorand in seinem Labor, ihre Definition auf die grundlegendsten Elemente eingegrenzt: „Die Fähigkeit, auf der Grundlage der Informationen, die man aus der Umgebung erhält, Probleme zu lösen und auf ein bestimmtes Ziel hinzuarbeiten“, sagte Kessler.
Als Fallstudie verweist Kessler auf seine früheren Untersuchungen zu Goldruten und ihren Reaktionen auf den Befall durch Schädlinge. Wenn Blattkäferlarven Goldrutenblätter fressen, stößt die Pflanze eine Chemikalie aus, die das Insekt darüber informiert, dass die Pflanze beschädigt ist und keine gute Nahrungsquelle darstellt. Diese in der Luft schwebenden Chemikalien, sogenannte flüchtige organische Verbindungen (VOCs), werden auch von benachbarten Goldrutenpflanzen aufgenommen und veranlassen diese, ihre eigenen Abwehrmechanismen gegen die Käferlarven zu entwickeln. Auf diese Weise verschleppen Goldruten Pflanzenfresser zu benachbarten Pflanzen und verteilen den Schaden.
Experimente und Beobachtungen
In einem Artikel aus dem Jahr 2022 in der Zeitschrift PflanzenKessler und Co-Autor Alexander Chautá, Ph.D. ’21, führten Experimente durch, um zu zeigen, dass Goldruten auch höhere Anteile von fernrotem Licht wahrnehmen können, das von Blättern benachbarter Pflanzen reflektiert wird. Wenn Nachbarn vorhanden sind und Goldruten von Käfern gefressen werden, investieren sie mehr in die Toleranz gegenüber dem Pflanzenfresser, indem sie schneller wachsen, beginnen aber auch, Abwehrstoffe zu produzieren, die den Pflanzen helfen, Insektenschädlinge abzuwehren. Wenn keine Nachbarn vorhanden sind, greifen die Pflanzen beim Fressen nicht auf beschleunigtes Wachstum zurück und die chemischen Reaktionen auf Pflanzenfresser sind deutlich anders, obwohl sie immer noch recht hohe Mengen an Pflanzenfressern tolerieren.
„Das würde unserer Definition von Intelligenz entsprechen“, sagte Kessler. „Abhängig von den Informationen, die sie aus der Umgebung erhält, ändert die Pflanze ihr Standardverhalten.“
Auch benachbarte Goldruten zeigen Intelligenz, wenn sie flüchtige organische Verbindungen wahrnehmen, die auf die Anwesenheit eines Schädlings hinweisen. „Die flüchtigen Emissionen eines Nachbarn sind ein Indikator für künftigen Pflanzenbefall“, sagte Kessler. „Sie können einen Umwelthinweis nutzen, um eine künftige Situation vorherzusagen und dann entsprechend zu handeln.“
Die Anwendung des Intelligenzkonzepts auf Pflanzen könne zu neuen Hypothesen über die Mechanismen und Funktionen der chemischen Kommunikation von Pflanzen inspirieren und gleichzeitig das Denken der Menschen darüber verändern, was Intelligenz wirklich bedeutet, sagte Kessler.
Die letztgenannte Idee ist zeitgemäß, denn künstliche Intelligenz ist ein aktuelles Thema. Künstliche Intelligenz löse beispielsweise keine Probleme mit einem Ziel, sagte er, zumindest noch nicht. „Künstliche Intelligenz ist nach unserer Definition von Intelligenz nicht einmal intelligent“, sagte er. Sie basiert vielmehr auf den Mustern, die sie in den Informationen erkennt, auf die sie zugreifen kann.
Eine Idee, die Kessler interessiert, stammt von Mathematikern aus den 1920er Jahren, die vorschlugen, dass Pflanzen vielleicht eher wie Bienenstöcke funktionieren. In diesem Fall funktioniert jede Zelle wie eine einzelne Biene und die gesamte Pflanze ist vergleichbar mit einem Bienenstock.
„Das bedeutet, dass das Gehirn der Anlage die gesamte Anlage ist, ohne dass eine zentrale Koordination erforderlich ist“, sagte Kessler.
Anstelle elektrischer Signale gibt es im gesamten Superorganismus chemische Signale. Studien anderer Forscher haben gezeigt, dass jede Pflanzenzelle ein breites Lichtspektrum wahrnimmt und über sensorische Moleküle verfügt, um sehr spezifische flüchtige Verbindungen von benachbarten Pflanzen zu erkennen.
„Sie können ihre Umgebung sehr genau riechen; jede einzelne Zelle kann das, soweit wir wissen“, sagte er. Zellen mögen spezialisiert sein, aber sie nehmen auch alle die gleichen Dinge wahr und sie kommunizieren über chemische Signale, um eine kollektive Reaktion in Bezug auf Wachstum oder Stoffwechsel auszulösen. „Diese Idee gefällt mir sehr“, sagte er.
Referenz: „Induced resistance to herbivory and the intelligent plant“ von André Kessler und Michael B. Mueller, 30. April 2024, Signalgebung und Verhalten von Pflanzen.
DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985
Die Arbeit wurde durch ein Stipendium des New Phytologist Fund unterstützt.