Wissenschaftler veröffentlichen einzigartiges Video der Pflanzenkommunikation (Video)
Zum ersten Mal konnten die Forscher beobachten, wie Pflanzen während einer “Unterhaltung” Signale senden und empfangen.
Pflanzen können immer noch unbemerkt von uns miteinander kommunizieren, vor allem wenn sie gestresst sind. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler bereits Pflanzen aufgezeichnet, die vor Schmerz und Stress schreien und ihre Nachbarn vor einer nahenden Bedrohung warnen. Dieses Mal sind die Forscher jedoch noch weiter gegangen – zum ersten Mal in der Geschichte ist es ihnen gelungen, auf Video festzuhalten, wie Pflanzen miteinander kommunizieren, schreibt Science Alert.
Ein Team der Saitama Universität in Japan hat beobachtet, wie Pflanzen unsichtbar von einem feinen Nebel aus Verbindungen in der Luft umgeben sind, die dazu dienen, miteinander zu kommunizieren und sich zu schützen. Wie Gerüche können diese Verbindungen hungrige Raubtiere abschrecken oder benachbarte Pflanzen vor deren Annäherung warnen.
Wissenschaftler entdeckten diese pflanzlichen Abwehrmechanismen erstmals in den 1980er Jahren, und seitdem wurden sie in mehr als 80 Pflanzen identifiziert. Später waren Wissenschaftler sogar in der Lage, Pflanzen aufzuzeichnen, die vor Schmerz und Stress schreien. Wie andere Pflanzen diese Signale empfangen und darauf reagieren, ist den Forschern jedoch immer wieder entgangen.
In ihrer Arbeit installierten die Molekularbiologen Yurii Aratani und Takuya Uemura eine Pumpe, um Verbindungen, die von geschädigten und von Insekten befallenen Pflanzen freigesetzt werden, auf ihre unbeschädigten Nachbarn zu übertragen. Das Team installierte auch ein Fluoreszenzmikroskop, um die Pflanzen zu beobachten.
Während des Experiments wurden Raupen (Spodopteralitura) auf abgeschnittene Blätter von Pflanzen gesetzt und die Reaktion einer zweiten, unbeschädigten und insektenfreien Pflanze aufgezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Pflanzen in dem Experiment nicht um gewöhnliche Pflanzen handelte. Sie wurden gentechnisch so verändert, dass die Zellen einen Biosensor enthielten, der grün leuchtet, wenn ein Zufluss von Kalzium-Ionen festgestellt wird. Übrigens nutzen auch menschliche Zellen die Übertragung von Kalziumionen zur Kommunikation.
Wissenschaftler konnten sichtbar machen, wie Pflanzen darauf reagieren, in flüchtigen Verbindungen gebadet zu werden, die Pflanzen innerhalb von Sekunden nach einer Beschädigung freisetzen. Dazu verwendeten die Wissenschaftler eine Plastikflasche, in der die Verbindungen konzentriert und mit einer konstanten Rate in die Empfängerpflanze gepumpt wurden.
Foto: Nature Communications
Ein von den Wissenschaftlern gedrehtes Video zeigt, wie unbeschädigte Pflanzen die Botschaften geschädigter Pflanzen laut und deutlich wahrnehmen und mit Ausbrüchen von Kalziumsignalen reagieren, die durch ihre ausgestreckten Blätter laufen.
Das Team analysierte die in der Luft befindlichen Verbindungen und stellte fest, dass zwei von ihnen, Z-3-HAL und E-2-HAL, die Kalzium-Signalisierung auslösen. Die Wissenschaftler konnten auch feststellen, welche Zellen als erste auf die Notsignale der Pflanzen reagieren. Die Vorbehandlung von Pflanzen mit einem Phytohormon, das die Spaltöffnungen schließt, reduziert die Kalzium-Signalisierung signifikant, was darauf hindeutet, dass die Spaltöffnungen als “Nasenlöcher” der Pflanze fungieren.
Laut Masatsugu Toyota, dem Hauptautor der Studie, konnten er und seine Kollegen zum ersten Mal filmen, wie Pflanzen miteinander kommunizieren und Notsignale aussenden und empfangen.
