Die Intelligenz der Pflanzen
Author: Stefano Mancuso; Alessandra Viola
Date: 2015-02-11T17:45:43+00:00
Keywords: Nature; Reference
Description: Ohne die Pflanzen, die uns mit Nahrung, Energie und Sauerstoff versorgen, könnten wir Menschen auf der Erde nicht einmal Wochen überleben. Merkwürdig eigentlich, dass sie trotzdem lange als Lebewesen niederer Ordnung galten, knapp oberhalb der unbelebten Welt. Erst seit kurzem erkennt die Forschung, was schon Darwin vermutete: dass Pflanzen trotz ihrer (scheinbaren) Unbeweglichkeit über stupende Fähigkeiten verfügen, ja über Intelligenz. Denn außer den fünf Sinnen des Menschen besitzen sie noch mindestens 15 weitere, mit denen sie nicht nur elektromagnetische Felder erspüren und die Schwerkraf
Publisher: Antje Kunstmann
Rights: All rights reserved

Stefano Mancuso
Alessandra Viola

DIE INTELLIGENZ
DER PFLANZEN

Aus dem Italienischen von
Christine Ammann

Verlag Antje Kunstmann

Inhalt

Einleitung

ERSTES KAPITEL

Die Wurzeln des Problems

Pflanzen und die großen monotheistischen Religionen

Das Pflanzenreich, wie es Schriftsteller und Philosophen sehen

Die Väter der Botanik: Linné und Darwin

Der Mensch ist das höchstentwickelte Lebewesen. Oder?

Pflanzen: die ewigen Zweiten

ZWEITES KAPITEL

Die Pflanze, das unbekannte Wesen

Euglena gegen Paramecium: ein Kampf mit gleichen Waffen

Vor fünfhundert Millionen Jahren

Jede Pflanze ist eine Kolonie

Ein Zeitproblem

Leben ohne sie: ein Ding der Unmöglichkeit

DRITTES KAPITEL

Die Sinne der Pflanzen

Sehen

Riechen

Schmecken

Fühlen

Hören

Und noch fünfzehn weitere Sinne!

VIERTES KAPITEL

Die pflanzliche Kommunikation

Die Kommunikation im Inneren der Pflanze

Die Kommunikation zwischen Pflanzen

Die Kommunikation zwischen Pflanzen und Tieren

FÜNFTES KAPITEL

Die Intelligenz der Pflanzen

Gibt es »pflanzliche Intelligenz«?

Was wir von der künstlichen Intelligenz lernen können

Intelligenz trennt nicht, sie verbindet

Charles Darwin und die pflanzliche Intelligenz

Die intelligente Pflanze

Pflanzen als lebendiges Web 2.0

Ein Wurzelschwarm

Die Aliens sind unter uns: Pflanzliche Intelligenz als Modell zum Verständnis extraterrestrischer Intelligenz

Der Schlaf der Pflanzen

Schlussfolgerungen

Literaturhinweise

Einleitung

SIND PFLANZEN INTELLIGENT? Gelingt es ihnen, Probleme zu lösen? Können sie mit ihrer Umgebung, anderen Pflanzen, Insekten und höheren Tieren kommunizieren? Oder sind sie doch nur passive Organismen, unfähig zu Empfindungen und von individuellem, geschweige denn sozialem Verhalten meilenweit entfernt?

Um darauf eine Antwort zu finden, müssen wir zunächst bis ins alte Griechenland zurückgehen. Denn schon die Philosophen der Antike haben sich mit solchen Fragen beschäftigt und in ihren Denkschulen darüber gestritten, ob Pflanzen eine Seele besitzen oder nicht. Doch welche Argumente führten sie ins Feld? Und warum konnten selbst die neuzeitlichen Naturwissenschaften den Streit nicht endgültig beilegen? Überraschenderweise ähneln die heutigen Argumente häufig denen der Antike: Sie gründen weniger auf wissenschaftlichen Erkenntnissen als vielmehr auf dem »gesunden Menschenverstand« und zahllosen Vorurteilen, die unsere Kultur seit Jahrtausenden prägen.

Auf den ersten Blick mag die Pflanzenwelt wenig komplex erscheinen, aber im Laufe der Jahrhunderte hat sich immer wieder der Gedanke Bahn gebrochen, dass Pflanzen empfindsame Organismen seien, die über kommunikative Fähigkeiten, ein Sozialleben und raffinierte Problemlösungsstrategien verfügen. Kurzum: über Intelligenz. Philosophen und Wissenschaftler von Platon bis Demokrit, von Linné bis Darwin oder Fechner bis Bose – die unterschiedlichen Jahrhunderten und kulturellen Kontexten angehörten? – gelangten zu ein und demselben Schluss: dass Pflanzen wesentlich raffiniertere Fähigkeiten besitzen als häufig angenommen.

Bis Mitte des vorigen Jahrhunderts konnten sich die Vertreter dieser Ansicht lediglich auf ihre – wenngleich geniale – Intuition berufen. In den letzten fünfzig Jahren hat die Wissenschaft jedoch zahlreiche neue Erkenntnisse gewonnen, die die Pflanzenwelt in einem neuen Licht erscheinen lassen. Damit beschäftigen wir uns im ersten Kapitel. Wir werden sehen, dass die Argumente derer, die Pflanzen jegliche Intelligenz absprechen, bis heute nicht auf wissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen, sondern vor allem auf vorgefassten Meinungen, die in unserer Kultur seit Jahrtausenden fest verankert sind. Doch die Zeit scheint reif für einen Paradigmenwechsel. Angesichts der Fülle an wissenschaftlichen Studien setzt sich heute langsam die Meinung durch, dass Pflanzen nicht nur imstande sind, sorgfältig abzuwägen und Entscheidungen zu fällen, sondern auch Lern- und Erinnerungsvermögen besitzen. Nach hitzigen Debatten hat die Schweiz sogar vor wenigen Jahren als weltweit erstes Land die Würde der Pflanzen gesetzlich geschützt.

Doch was sind Pflanzen genau? Wie sind sie beschaffen? Obwohl der Mensch – seit Anbeginn der Menschheit – mit ihnen Seite an Seite lebt, kann er keineswegs behaupten, sie besonders gut zu kennen. Allerdings ist dies nicht nur auf Probleme wissenschaftlicher oder kultureller Art zurückzuführen, die eigentliche Ursache liegt tiefer: in der unterschiedlichen Evolutionsgeschichte von Tier- und Pflanzenreich.

Wie andere Tiere auch, besitzt der Mensch spezifische Organe und ist als Lebewesen unteilbar. Weil Pflanzen aber sesshafte Organismen sind, die sich nicht von der Stelle rühren, haben sie sich evolutionsgeschichtlich anders entwickelt und einen modular aufgebauten Körper ohne spezifische Organe ausgebildet. Die Körperfunktionen von Pflanzen sind also nicht in speziellen Organen angesiedelt, sondern im ganzen Körper verteilt. Der Grund liegt auf der Hand: Pflanzen müssten sonst unweigerlich sterben, wenn ein gefräßiger Pflanzenfresser eins ihrer Organe verschlingen würde.

Der fundamentale Unterschied zwischen Tier- und Pflanzenreich erklärt auch, warum wir die Pflanzen bis heute nicht wirklich kennen und nicht als intelligente Wesen wahrnehmen. Wie es dazu kommen konnte, erörtern wir im zweiten Kapitel. Wir sehen dort, dass Pflanzen selbst massive Schädigungen überleben, weil sie, anders als wir, teilbar sind und zahlreiche »Kommandozentralen« sowie eine Netzstruktur besitzen, die dem Internet nicht so unähnlich ist. Schon in naher Zukunft könnte es sich allerdings als wichtig erweisen, dass wir uns mit den Pflanzen besser vertraut machen. Denn unser Überleben hängt letztendlich von ihnen ab. Nicht nur, dass es uns ohne Pflanzen gar nicht gäbe – denn ohne Fotosynthese hätte sich der Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen, nie gebildet. Pflanzen stehen auch am Anfang unserer Nahrungskette, und ihnen verdanken wir – was wir gerne vergessen – unsere Energieressourcen, die fossilen Brennstoffe, auf denen unsere Zivilisation seit Jahrtausenden aufbaut. Pflanzen sind für uns Nahrung, Arzneimittel, Energiereserve und Produktionsmaterial, also ein wertvoller Rohstoff, auf den wir auf Gedeih und Verderb angewiesen sind – und von dem unsere künftige wissenschaftliche und technologische Entwicklung in zunehmendem Maße abhängt.

Im dritten Kapitel stellen wir schließlich fest, dass Pflanzen über alle fünf Sinne verfügen: Sie können sehen, hören, schmecken, riechen und fühlen. Freilich sind ihre Sinne »pflanzlicher« Art, doch deshalb keineswegs weniger zuverlässig. Könnte man folglich sagen, dass Pflanzen uns in diesem Punkt ähneln? Nein. Pflanzen sind viel empfindungsfähiger als wir und besitzen neben unseren fünf mindestens fünfzehn weitere Sinne. So können sie etwa Schwerkraft, elektromagnetische Felder und Feuchtigkeit wahrnehmen und berechnen oder das Konzentrationsgefälle zahlreicher chemischer Stoffe analysieren.

Anders als vielfach angenommen, bestehen die grössten Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen- und Tierreich wahrscheinlich im sozialen Bereich. Wir beleuchten im vierten Kapitel nicht nur, wie sich Pflanzen mit ihren Sinnen in der Welt orientieren, sondern auch, wie sie mit Nachbarpflanzen, mit Insekten und anderen Tieren interagieren und über chemische Moleküle kommunizieren und Informationen austauschen. Pflanzen reden miteinander. Sie erkennen Verwandte. Und sie haben Charakter: Nicht anders als in der Tierwelt gibt es opportunistische und großzügige, grundehrliche oder verschlagene Pflanzen. Pflanzen belohnen, wer ihnen Gutes tut, und bestrafen, wer ihnen schaden will.

Wie kann da noch jemand abstreiten, dass sie intelligent sind? Letztendlich handelt es sich dabei um eine Definitionsfrage, darum, wie wir den Begriff Intelligenz interpretieren. Im fünften Kapitel werden wir erläutern, warum man unter Intelligenz die »Fähigkeit zur Problemlösung« verstehen kann und warum Pflanzen sich, laut dieser Definition, gegenüber Schwierigkeiten im Leben nicht nur intelligent, sondern geradezu genial verhalten. Auch ohne ein Gehirn in unserem Sinne reagieren sie adäquat auf äußere Reize und sind sich ihrer selbst und ihrer Umwelt bewusst – auch wenn »bewusst« im Zusammenhang mit Pflanzen zugegebenermaßen etwas seltsam klingt.

Dass Pflanzen wesentlich raffiniertere Organismen sind als gemeinhin angenommen, konnte Charles Darwin als Erster durch wissenschaftlich gesicherte, quantifizierbare Daten belegen. Heute, beinah eineinhalb Jahrhunderte später, beweisen zahlreiche Forschungen, dass höher entwickelte Pflanzen tatsächlich »Intelligenz« besitzen: Sie empfangen Signale aus ihrer Umgebung, verarbeiten die erhaltenen Informationen und kalkulieren, welche Lösung ihr Überleben am besten sichert. Und damit nicht genug. Sie verfügen auch über eine sogenannte »Schwarmintelligenz«, die es ihnen ermöglicht, nicht nur als Einzelne, sondern als Gruppe bestimmte Verhaltensweisen zu entwickeln. Damit zeigen sie ein ähnliches Verhalten wie Ameisenvölker, Fisch- oder Vogelschwärme.

Nüchtern betrachtet, würde das Pflanzenreich hervorragend ohne uns auskommen. Die Menschheit dagegen wäre ohne Pflanzen zum baldigen Aussterben verdammt. Dennoch kennen beinahe alle Sprachen Wörter wie »dahinvegetieren«, die ein Leben bezeichnen, das auf die rudimentärsten Bedürfnisse reduziert ist.

Was heißt hier vegetieren? Wenn Pflanzen sprechen könnten, würden sie uns das vielleicht als Erstes fragen.

ERSTES KAPITEL

Die Wurzeln des Problems

IM ANFANG WAR DAS GRÜN: ein Chaos aus pflanzlichen Zellen. Dann schuf Gott die Tiere und zum Schluss das erhabenste unter ihnen: den Menschen. Wie in zahlreichen anderen Schöpfungsmythen ist der Mensch in der Bibel die Krone der Schöpfung. Er erscheint erst, als die Schöpfung beinahe vollendet, als alles für ihn bereit ist: auf dass sich der »Herrscher der Erde« die Schöpfung untertan mache.

Bekanntlich vollendet Gott sein Werk in einem Zeitraum von sieben Tagen. Die Pflanzen werden am dritten Tag erschaffen, während das überheblichste der Geschöpfe erst ganz zuletzt, am sechsten Tag, das Licht der Welt erblickt. Die Reihenfolge ihres Erscheinens auf der Erde entspricht in etwa dem derzeitigen wissenschaftlichen Stand: Danach gab es auf unserem Planeten bereits vor dreieinhalb Milliarden Jahren die ersten Zellen, die zur Fotosynthese in der Lage waren, während der Homo sapiens, der sogenannte »moderne Mensch«, seine ersten Spuren erst vor zweihunderttausend Jahren hinterließ – nach den Maßstäben der Evolution also erst vor wenigen Augenblicken. Dass der Mensch als Letzter auf der Erde erschien, hinderte ihn allerdings nicht daran, sich als privilegiertes Wesen zu begreifen – obwohl die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der Evolution seine Stellung als »Weltenherrscher« dramatisch beschnitten haben und ihm die wesentlich weniger prestigeträchtige Rolle des »zuletzt Erschienenen« zuweisen. Die sichert ihm keineswegs mehr a priori die Herrschaft über alle anderen Arten, auch wenn uns zahlreiche kulturelle Konditionierungen genau das glauben machen wollen.

Im Lauf der Jahrhunderte haben viele Philosophen und Wissenschaftler die Vorstellung vertreten, Pflanzen besäßen ein »Gehirn« und eine »Seele« und noch die einfachsten pflanzlichen Organismen könnten äußere Reize wahrnehmen und darauf reagieren. Einige der genialsten Köpfe ihrer Zeit, von Platon bis Demokrit und von Fechner bis Darwin, sahen in den Pflanzen intelligente Wesen. Manche glaubten an ihre Fähigkeit zu fühlen, andere stellten sie sich als Menschen vor, die kopfüber in der Erde stecken: als sensible, intelligente Lebewesen, die über alle menschlichen Fähigkeiten verfügen, mit Ausnahme derer, die ihnen durch ihre befremdliche Position verwehrt sind.

Dutzende großer Denker haben die Intelligenz der Pflanzen theoretisch untermauert und dokumentiert. Dennoch tritt in allen Kulturen der Welt wie auch in unserem täglichen Verhalten immer wieder die scheinbar unüberwindbare Überzeugung zutage, Pflanzen seien noch weniger intelligent und entwickelt als Wirbellose und ständen auf der »Evolutionsleiter« gerade einmal eine Stufe über den unbelebten Objekten. Für diese Leiter fehlt, nebenbei gesagt, jeder Beweis, und doch ist die Hypothese in unser aller Köpfen fest verankert. Es konnten sich noch so viele Stimmen erheben, die anhand wissenschaftlicher Experimente und Entdeckungen die Intelligenz der Pflanzen belegten, stets fanden sich noch mehr Stimmen, die der These widersprachen. Als gäbe es eine stille Übereinkunft, haben Religion, Literatur, Philosophie und moderne Wissenschaft in der westlichen Welt an der Verbreitung der Vorstellung mitgewirkt, Pflanzen seien niedrigere Lebewesen als andere – von Intelligenz ganz zu schweigen.

Pflanzen und die großen monotheistischen Religionen

»Von den Vögeln nach ihrer Art, von dem Vieh nach seiner Art und von allem Gewürm auf Erden nach seiner Art: von den allen soll je ein Paar zu dir hineingehen, daß sie leben bleiben« (1. Mose, 20). Mit diesen Worten erklärt Gott Noah im Alten Testament, welche Lebewesen er vor der Sintflut retten soll, damit das Leben auf der Erde weitergehen kann. Wie geboten, führt Noah Vögel, Landtiere und alles, was sich auf Erden regt, auf die Arche: »reine« und »unreine« Tiere in Paaren. Und die Pflanzen? Finden mit keinem Wort Erwähnung. In der Heiligen Schrift werden sie nicht nur geringer geschätzt als die Tiere, sondern noch nicht einmal erwähnt. Sie bleiben ihrem Schicksal überlassen: Sie ertrinken oder können sich vielleicht wie anderes Unbelebte retten. Die Geringschätzung geht so weit, dass sich nicht einmal jemand um sie Sorgen macht.

Doch die Widersprüche in der Schöpfungsgeschichte lassen nicht lange auf sich warten. Der erste findet sich im Fortgang der Erzählung. Als die Arche auf dem Berg Ararat aufgesetzt hat und einige Tage kein Regen mehr gefallen ist, lässt Noah eine Taube ausfliegen, um zu erfahren, wie es auf der Erde aussieht. Gibt es trockenes Land? Vielleicht sogar in der Nähe? Ist es bewohnbar? Die Taube kehrt mit einem Ölblatt im Schnabel zurück – das alle Fragen beantwortet. Es zeigt, dass Land trockengefallen und Leben dort möglich ist. Obwohl Noah es also nicht ausdrücklich sagt, weiß er genau, dass es ohne Pflanzen kein Leben auf der Erde gibt.

Die Nachricht der Taube sollte sich schon bald bestätigen: Noah verlässt die Arche gemeinsam mit den Tieren, dann dankt er dem Herrn. Er hat seine Pflicht erfüllt. Und was macht er als Erstes? Er pflanzt einen Weinstock. Woher kommt dieser Weinstock, der bis dahin nirgends erwähnt wurde? Noah muss ihn für so bedeutsam gehalten haben, dass er ihn auf die Arche mitnahm, obwohl er nicht zu den Lebewesen gehörte.

In die Schöpfungsgeschichte schleicht sich also, vom Leser beinahe unbemerkt, der Gedanke ein, dass Pflanzen keine Lebewesen seien. Ölbaum und Weinstock dienen zwar als Symbol für Wiedergeburt und Leben, den Pflanzen allgemein hingegen spricht die Schöpfungsgeschichte jede Belebtheit ab. Allerdings entpuppt sich nicht nur das Christentum als eine Religion, die Pflanzen den Status von Lebewesen verweigert. Auch der Islam und andere Religionen verwahren sich unausgesprochen dagegen, das Pflanzenreich als lebendig zu betrachten, und zählen es zum Unbelebten auf unserer Erde. So widmet sich beispielsweise die islamische Kunst hingebungsvoll der Darstellung von Pflanzen und Blumen, weil es ihr untersagt ist, sich ein Bildnis von Allah und allem Lebenden zu machen. Die floralen Ornamente, geradezu das Erkennungszeichen islamischer Kunst, zeugen also davon, dass Pflanzen gerade nicht als Lebewesen gelten. Andernfalls wäre ihre Darstellung nämlich verboten. Im Koran findet sich zwar kein ausdrückliches Verbot, Tiere abzubilden. Doch der Prophet Mohammed leitet dies im Hadith, der Grundlage des islamischen Rechts, aus dem islamischen Glauben ab: Es gibt keinen Gott außer Allah, er hat alles erschaffen und ist in allem. Das gilt offensichtlich jedoch nicht für Pflanzen.

Manche Religionen unterhalten allerdings auch durchaus andere Beziehungen zur Pflanzenwelt. Die Indianer in Amerika und verschiedene indigene Völker halten sie sogar für heilig.

Die Beziehung zwischen Mensch und Pflanzenwelt steckt voller Widersprüche. So verbietet es die jüdische Religion, auf deren heiligen Schriften das Alte Testament ja basiert, Bäume ohne Not zu fällen, und feiert sogar ein Neujahrsfest der Bäume (Tu BiSchwat). Hier zeigt sich bereits der tiefe Widerspruch, dass dem Menschen seine Abhängigkeit von den Pflanzen zwar sehr wohl bewusst ist, er sich aber trotz allem verweigert, anzuerkennen, welche bedeutende Rolle sie auf unserem Planeten spielen.

Während manche Religionen Pflanzen – oder besser gesagt Teile von Pflanzen – heiligsprechen, werden sie von anderen geradezu verteufelt. Zur Zeit der Inquisition war dieses Schicksal etwa Pflanzen beschieden, die die angeklagten »Hexen« angeblich in ihre Heiltränke mischten: In manchen Fällen wurde nicht nur den Hexen, sondern auch Knoblauch, Petersilie und Fenchel der Prozess gemacht! Übrigens genießen Pflanzen mit psychotroper Wirkung bis heute eine Sonderbehandlung: Sie werden verboten (Wie kann man Pflanzen verbieten? Könnte man Tiere verbieten?) oder kontrolliert – oder für heilig erklärt und von Schamanen in Stammeszeremonien verwendet.

Das Pflanzenreich, wie es Schriftsteller und Philosophen sehen

Ob gehasst oder geliebt, ignoriert oder heiliggesprochen – Pflanzen sind Teil unseres Lebens. Und folglich begegnen sie uns in Malerei, Volkskunst oder Literatur. Doch Maler und Schriftsteller sind mit ihren Werken auch Schöpfer eines Weltbilds. Kunst und Kultur verraten uns deshalb einiges über das Verhältnis von Mensch und Pflanzenwelt.

Von wenigen wichtigen Ausnahmen abgesehen, betrachten die meisten Schriftsteller Pflanzen als statischen, anorganischen Bestandteil der Landschaft und beschreiben sie als ebenso passiv wie einen Hügel oder eine Gebirgskette.

In der Philosophie wurde, wie erwähnt, jahrhundertelang über die Natur der pflanzlichen Organismen gestritten. Ob Pflanzen leben oder nicht, ob sie eine »Seele« haben, wie man damals sagte, beschäftigte bereits weit vor Christus die besten Köpfe. Lange Zeit bestanden in Griechenland, dem Mutterland der abendländischen Philosophie, zwei Meinungen einträchtig nebeneinander: Während Aristoteles (384/383–322 v. Chr.) die Pflanzen in die Nähe der anorganischen Welt rückte, achteten Demokrit (460–370 v. Chr.) und seine Anhänger sie so hoch, dass sie sie sogar mit dem Menschen gleichsetzten.

In seiner berühmten Klassifikation teilte Aristoteles die Lebewesen nach ihrem Seelenvermögen ein, danach, wie stark sie beseelt seien. Sein Konzept der Seele hatte allerdings nichts mit Religiosität zu tun, sondern vor allem mit dem Bewegungsvermögen – was bis heute an dem Wort »beseelt« deutlich wird, das auch innerlich »bewegt« bedeutet. In seinem Werk De anima schreibt Aristoteles: »Das Beseelte nun scheint von dem Unbeseelten durch zweierlei sich zu unterscheiden: durch Bewegung und durch Empfindung« (I–II 403b). Auf Grundlage seiner Definition und im Einklang mit den herrschenden Ansichten betrachtete Aristoteles die Pflanzen zunächst als »unbeseelt«.

Später ließ er sich allerdings eines Besseren belehren, weil Pflanzen sich ja offensichtlich vermehren konnten. Wie konnten sie da unbeseelt sein? Der Philosoph fand eine Lösung: Er sprach den Pflanzen ein Seelenvermögen auf unterster Stufe zu, eine vegetative Seele, die mehr oder weniger nur die Fortpflanzung erlaubte. Denn wenn Pflanzen sich vermehren, dachte Aristoteles, dann können sie zwar nicht als unbeseelt gelten, aber auch nicht allzu weit davon entfernt sein.

Das aristotelische Denken hat unsere abendländische Kultur über Jahrhunderte geprägt, und manche Wissenschaften wie die Botanik konnten sich erst mit der Aufklärung von seinem Einfluss befreien. Kein Wunder also, dass Philosophen die Pflanzen lange Zeit für bewegungsunfähig und ansonsten keiner weiteren Beachtung für würdig hielten.

Nichtsdestotrotz haben sich von der Antike bis heute immer wieder Stimmen zu Wort gemeldet, die dem Pflanzenreich zu mehr Achtung verhelfen wollten.

Beinah ein Jahrhundert vor Aristoteles hat Demokrit die Pflanzen mit völlig anderen Augen betrachtet. Seine Philosophie beruhte auf dem sogenannten atomistischen Materialismus. Danach bestehen alle Objekte, selbst die augenscheinlich unbeweglichen, aus Atomen, die sich ununterbrochen im leeren Raum bewegen. Nach Demokrits Ansicht ist alles in ständiger Bewegung, auch die Pflanzenwelt. Er hielt Bäume daher für durchaus mit dem Menschen vergleichbar, abgesehen davon, dass sie kopfüber in der Erde steckten. In den kommenden Jahrhunderten sollte sein Bild wiederholt aufgegriffen werden.

Unter dem Einfluss von Aristoteles und Demokrit galten Pflanzen im antiken Griechenland – allem Widerspruch zum Trotz – vielfach als gleichermaßen unbeseelt wie intelligent.

Und selbst Mitte des 18. Jahrhunderts wirkten beide Konzepte noch in der Gedankenwelt des Mannes fort, der als Vater der botanischen Systematik gilt: Carl Nilsson Linnæus.

Die Väter der Botanik: Linné und Darwin

Die Klassifizierung der Pflanzen machte den Arzt, Forschungsreisenden und Naturkundler, der besser unter dem Namen Carl von Linné (1707–1778) bekannt ist, weltberühmt – und brachte ihm den Ruf des »großen Systematikers« ein. Allerdings wird ihm der Ruf nur teilweise gerecht, denn Linné widmete sich, neben seiner bedeutenden Klassifizierungstätigkeit, ein Leben lang der Forschung.

Linné war ein überaus origineller Denker. So bestimmte er die »Fortpflanzungsorgane« und das »Sexualsystem« der Pflanzen als grundlegendes Kriterium seiner Taxonomie – was ihm kurioserweise zugleich einen Universitätslehrstuhl und eine Verurteilung wegen »Unmoral« einbrachte. Denn es war zwar bekannt, dass Pflanzen ein Geschlecht besitzen, doch die Erforschung desselben zu Klassifizierungszwecken löste einen Skandal aus. Und Linné vertrat noch eine andere neuartige Theorie, die nur aus purem Zufall nicht ebenso angegriffen wurde. Er behauptete nämlich schlicht und einfach, dass Pflanzen schlafen.

Nicht einmal im Titel der kurzen Abhandlung Somnus plantarum (Der Schlaf der Pflanzen) von 1755 ließ Linné die übliche Vorsicht walten, mit der Wissenschaftler sich damals vor möglichen Angriffen schützten. In dem Werk ging er einfach vom damaligen Forschungsstand und eigenen Beobachtungen der veränderten nächtlichen Blattstellung aus und folgerte lapidar, dass Pflanzen schlafen. Anmerken muss man vielleicht, dass Wissenschaftler erst heute im Schlaf eine grundlegende biologische Funktion sehen, die mit hoch entwickelten Gehirnaktivitäten zusammenhängt. Doch wie auch immer – Linnés Idee stieß jedenfalls auf keinerlei Widerspruch. Heute dagegen wird seine Theorie vielfach angezweifelt; und wären Linné die vielfältigen Funktionen des Schlafes bekannt gewesen, wer weiß, ob er seine Beobachtungen nicht selbst anders interpretiert und Pflanzen jede mit Tieren vergleichbare Aktivität abgesprochen hätte. In einem Fall hat er zumindest genau das getan: nämlich bei den fleischfressenden Pflanzen. Linné kannte einige fleischfressende Pflanzen sehr gut, beispielsweise die Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula), und hat zweifellos beobachtet, wie sich die Pflanze über einem Insekt schließt und es verdaut. Eine insektenfressende Pflanze war für ihn jedoch so wenig mit der starren Rangordnung der Natur – und der niederen Stufe der Pflanzen – vereinbar, dass er wie andere seiner Zeitgenossen zahllose Erklärungen ersann, um nicht zugeben zu müssen, was offensichtlich war. Er stellte, ohne irgendeinen wissenschaftlichen Nachweis, die abenteuerlichsten Behauptungen auf: Die Insekten sterben gar nicht, sie halten sich freiwillig oder aus Bequemlichkeit im Inneren der Pflanze auf, sie besuchen die Pflanze aus purem Zufall und nicht, weil sie bewusst angelockt werden, oder die Pflanzenfalle klappt rein zufällig zu. Nie und nimmer sei die Pflanze jedenfalls in der Lage, ein Tier zu erbeuten. Ganz offensichtlich war das widersprüchliche Bild der Pflanzenwelt im Kopf des großen schwedischen Botanikers noch höchst lebendig.

Erst mit Charles Darwin und seiner Abhandlung Insectenfressende Pflanzen von 1875 sollten sich die Dinge wandeln. Darwin erkannte schließlich an, dass sich pflanzliche Organismen auch von Tieren ernähren. Mit der ihm eigenen Vorsicht ging er allerdings nicht so weit, solche Pflanzen, wie heute, als »fleischfressend« zu bezeichnen – obwohl er sogar Mega-Fleischfresser wie Nepenthes-Arten kannte, die Kleintiere wie Ratten und andere verspeisen. Von wegen »Insektenfresser«!

Doch wir sollten uns nicht über Darwin und seine Vorsicht mokieren – ebenso wenig wie über Galileo Galilei und andere Wissenschaftler vergangener Jahrhunderte. Gerade ihre »Diplomatie« sorgte nämlich dafür, dass sich manch revolutionäre Idee langsam, aber sicher ihren Weg ins allgemeine Bewusstsein – und das der extrem konservativen Wissenschaftszirkel – bahnen konnte.

Was Linné betrifft, stellt sich natürlich die Frage, warum er für seine dreiste Behauptung, dass Pflanzen schlafen, nicht angegriffen oder aus der Wissenschaftswelt ausgeschlossen wurde. Die Antwort liegt eigentlich auf der Hand. Seine Theorie galt lange Zeit als dermaßen unsinnig, dass man es nicht für nötig befand, sie anzufechten. Und wen interessierte schon, ob Pflanzen schlafen oder nicht, wenn dem Schlaf keine besondere Funktion zukam?

Heute kennen wir die lebenswichtigen zerebralen Funktionen, die mit diesem physiologischen Vorgang zusammenhängen. Doch noch vor zehn Jahren dachte selbst die Wissenschaft, nur höher entwickelte Tiere würden schlafen. Bis der italienische Neurowissenschaftler Giulio Tononi den Gegenbeweis erbrachte: Im Jahr 2000 wies er nach, dass sogar ein einfaches Insekt wie die Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) in einen wohlverdienten Schlaf fällt.

Nur Pflanzen sollen also nicht schlafen? Die einzig plausible Erklärung dafür ist, dass schlafende Pflanzen nicht in das Bild passen, das wir uns vom Pflanzenreich machen.

Der Mensch ist das höchstentwickelte Lebewesen. Oder?

Unsere Vorstellung vom Pflanzenreich und der »Hierarchie der Lebewesen«, der wir nunmehr seit Jahrhunderten anhängen, geht bis auf Charles de Bouelles (1479–1567) und seine Schrift De sapiente (Vom Wissen) von 1509 zurück.

Die »Hierarchie der Lebewesen« im Liber de sapiente (1509) von Charles de Bouelles: Sie prägt noch heute unsere Vorstellung von der Natur.

Eine Abbildung aus dem Werk verrät mehr als tausend Worte: Sie zeigt, auf Treppenstufen angeordnet, die belebte und unbelebte Natur. Auf den Fels – der lapidar »est«, also einfach existiert – folgen die Pflanzenwelt – die »est et vivit«, also existiert und lebt – und die Tierwelt – die »sentit«, Empfindungsvermögen besitzt – und schließlich der Mensch, der »intelligit« und damit als Einziger vernunftbegabt ist. Die Vorstellung der Renaissance, Lebewesen seien unterschiedlich entwickelt und beseelt, wirkt bis heute fort und gehört zu unserem kulturellen Erbe, von dem wir uns nur schwer lösen können. Da nützt es wenig, dass uns Charles Darwin bereits 1859, vor über 150 Jahren, in seinem Grundlagenwerk Über die Entstehung der Arten das Leben auf der Erde erklärt hat. Mit Blick auf Darwins Werk stellte der große Biologe Theodosius Dobzhansky übrigens fest: »Nichts in der Biologie hat Sinn, außer im Lichte der Evolution.«

Die Theorien des großen Charles Darwin, der zugleich Biologe, Botaniker, Geologe und Zoologe war, gehören heute zum kollektiven Wissen der Menschheit. Trotzdem ist sogar in der Wissenschaft die Annahme weiterhin fest verankert, Pflanzen seien passive Wesen, die weder zu Empfindung noch zu Kommunikation, Verhalten oder Kalkül in der Lage seien. Dabei beruht sie allein auf einer völlig falschen Vorstellung von der Evolution.

Darwin selbst hat zweifelsfrei gezeigt, dass schon der Ausgangspunkt falsch gewählt ist. Denn es gibt keine mehr oder weniger entwickelten Organismen: Alle heutigen Lebewesen bilden laut Darwin die Spitze ihres Entwicklungszweigs, sonst wären sie nämlich ausgestorben. Wir sagen es noch einmal klar und deutlich: Wer nach Darwin an der Spitze der Entwicklungskette steht, hat im Laufe der Evolution seine außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit unter Beweis gestellt.

Der begnadete Naturforscher wusste, dass Pflanzen äußerst feine, komplexe Geschöpfe sind, die über weit mehr Fähigkeiten verfügen, als man gemeinhin denkt. Einen Großteil seines Lebens und Werks – genauer gesagt sechs Bände und ungefähr siebzig Aufsätze – widmete er der botanischen Forschung. Häufig belegte er damit seine Evolutionstheorie, die ihm schließlich unsterblichen Ruhm einbringen sollte. Doch Darwins enorme Forschungsleistungen auf dem Gebiet der Botanik stehen stets im Hintergrund – was einmal mehr bezeugt, wie wenig Beachtung das Pflanzenreich bis heute in der Wissenschaft findet.

In seinem 1994 erschienenen Buch One Hundred and One Botanists (Hundert und ein Botaniker) schreibt Duane Isely:

Über Darwin wurde mehr geschrieben als über jeden anderen Biologen […]. Doch Botaniker nennen ihn die wenigsten […]. Dass er über seine Pflanzenstudien verschiedenste Bücher verfasste, wird zwar von allen Darwinisten erwähnt, doch eher beiläufig, etwa nach dem Motto: »Manchmal brauchte der große Denker wohl ein wenig Zerstreuung.«

Darwin hat mehrfach erklärt, er halte Pflanzen für die außergewöhnlichsten Lebewesen, die ihm je begegnet seien: »Mit großer Freude habe ich in der Hierarchie der Lebewesen stets die Pflanzen gerühmt.« In seinem 1880 erschienenen Grundlagenwerk The Power of Movement in Plants (Das Bewegungsvermögen der Pflanzen) äußert er sich näher dazu. Darwin ist ein Forscher alter Schule, der die Natur beobachtet und daraus Gesetzmäßigkeiten ableitet. Wenngleich ihm ausgefeilte Versuchsanordnungen fremd sind, beschreibt er in seinem Werk Hunderte von Versuchen, die er mit seinem Sohn Francis durchgeführt hat, und erläutert, wie vielfältig sich Pflanzen bewegen können. Ihr Bewegungsvermögen beschränkt sich dabei meist nicht nur auf den oberirdischen Teil der Pflanze, sondern betrifft auch die Wurzel, die Darwin als eine Art »Kommandozentrale« betrachtet.

Dem letzten Absatz seiner Werke widmet der britische Naturforscher stets besondere Aufmerksamkeit. Denn dort legt er seine Schlussfolgerungen einfach und allgemein verständlich dar. Ein wunderbares Beispiel dafür ist der berühmte Schluss der Entstehung der Arten:

Es ist wahrlich eine großartige Ansicht, daß der Schöpfer den Keim alles Lebens, das uns umgibt, nur wenigen oder nur einer einzigen Form eingehaucht hat, und daß, während unser Planet den strengsten Gesetzen der Schwerkraft folgend sich im Kreise schwingt, aus so einfachem Anfange sich eine endlose Reihe der schönsten und wundervollsten Formen entwickelt hat und noch immer entwickelt.

Im letzten Absatz seines Werks Das Bewegungsvermögen der Pflanzen unterstreicht Darwin seine Überzeugung, dass sich in den pflanzlichen Wurzeln so etwas wie das Gehirn niederer Tiere verbirgt (auf S. 127 f. werden wir darauf noch einmal zurückkommen). Und tatsächlich besitzen Pflanzen Tausende von Wurzelspitzen, von denen jede mit einem »Rechenzentrum« ausgestattet ist. Wir wählen hier bewusst den Begriff »Rechenzentrum«, um noch dem hartnäckigsten Kritiker klarzumachen, dass weder Darwin noch heutige Forscher je behauptet haben, Wurzeln besäßen ein – nussförmiges oder dem menschlichen ähnliches – Gehirn, das bloß jahrtausendelang übersehen worden sei. Vielmehr geht die Wissenschaft davon aus, dass ein pflanzliches Äquivalent in den Wurzelspitzen zahlreiche Funktionen des Tiergehirns ausführen kann. Kein Grund zur Panik also.

Darwins These hätte eine beträchtliche Wirkung entfalten können – wenn er sich nicht davor gehütet hätte, sie in seinen Büchern weiterzuentwickeln. Das Bewegungsvermögen der Pflanzen verfasste er in hohem Alter. Er wusste, dass Pflanzen intelligente Organismen sind, aber ebenso, dass er mit dieser These erneut in ein Wespennest stechen würde. Und da er schon genug Mühe hatte, seine Kritiker davon zu überzeugen, dass der Mensch vom Affen abstammt, überließ er die Weiterentwicklung seiner botanischen Theorie anderen, vor allem seinem Sohn.

Die Theorien und Forschungsarbeiten von Charles Darwin hatten großen Einfluss auf Francis Darwin (1848–1925), seinen Sohn, der die väterlichen Forschungen fortführte. Francis Darwin gehörte zu den weltweit ersten Lehrstuhlinhabern für Pflanzenphysiologie und war Verfasser der ersten englischsprachigen Abhandlung über die neue Disziplin. Ende des 19. Jahrhunderts galten Pflanzen und Physiologie noch als unvereinbare Konzepte. Doch Francis Darwin, der mit seinem Vater jahrelang Pflanzen und deren Verhalten erforscht hatte, hielt sie schließlich sogar für intelligent. Bei der Eröffnung des Jahreskongresses der British Association for the Advancement of Science am 2. September 1908 sagte der inzwischen weltberühmte Botaniker ohne jede diplomatische Zurückhaltung: »Pflanzen sind intelligente Lebewesen.« Seine Aussage löste, wenig überraschend, einen Sturm der Entrüstung aus. Francis Darwin blieb nichtsdestotrotz bei seiner These und veröffentlichte in der Zeitschrift Science noch im selben Jahr einen dreißigseitigen Artikel zu dem Thema.

Seine These stieß auf enorme Resonanz und entfachte in der Presse eine weltweite Debatte, bei der sich zwei wissenschaftliche Lager unversöhnlich gegenüberstanden: auf der einen Seite die Anhänger von Francis Darwin, die angesichts der erdrückenden Beweislage von der Intelligenz der Pflanzen überzeugt waren, auf der anderen Seite all jene, die seine These entrüstet ablehnten. Genau wie im alten Griechenland!

Bereits einige Jahre zuvor hatte Charles Darwin einen regen Briefwechsel mit einem italienischen Botaniker geführt, dessen Namen heute zu Unrecht in Vergessenheit geraten ist. Federico Delpino (1833–1905) zählte zu den bedeutendsten Naturforschern seiner Zeit: Er ist der eigentliche Erfinder der Pflanzenbiologie. Der außergewöhnliche wissenschaftliche Denker und Leiter des Botanischen Gartens von Neapel war, unter anderem durch seinen Briefwechsel mit Darwin, davon überzeugt, dass Pflanzen intelligent sind, und beschäftigte sich in vielen Versuchen mit der Symbiose von Pflanzen und Ameisen, der sogenannten Myrmekophylaxis (von griechisch múrmex, Ameise, und phílos, Freund).

Darwin wusste nur allzu gut, dass zahlreiche Pflanzen nicht nur in der Blüte Nektar erzeugen – obwohl Nektar natürlich überwiegend in der Blüte erzeugt wird, um Insekten als Pollenträger anzulocken. Er beobachtete auch, dass der süße Nektar Ameisen anzieht, erforschte das Phänomen aber nie näher, weil er annahm, dass die Pflanze mit den sogenannten »extrafloralen Nektarien« lediglich Reststoffe absondere. Delpino war in diesem Punkt völlig anderer Meinung als sein berühmter Lehrmeister. Denn Nektar, so wusste er, ist ein energiereicher Stoff, dessen Produktion für die Pflanzen sehr aufwendig ist. Warum, so fragte er sich, sollten sie ihn dann wieder absondern? Es musste noch eine andere Erklärung geben. Aufgrund seiner Beobachtungen kam Delpino zu dem Schluss, dass »Ameisenpflanzen« eine ausgefeilte Verteidigungsstrategie verfolgen und extraflorale Nektarien ausscheiden, um damit Ameisen anzulocken: Denn wie brave Soldaten schützen die wohlgenährten Ameisen die Pflanze vor ihren Feinden, den Pflanzenschädlingen. Jeder, der sich schon einmal auf einer Wiese niedergelassen und die Bisse der aggressiven Hautflügler zu spüren bekommen hat, weiß, wovon Delpino redet. Ameisen rotten sich bei Gefahr auf der Stelle zusammen, greifen den potenziellen Räuber an und zwingen ihn zum Rückzug! Wer wollte da noch abstreiten, dass beide Arten davon prächtig profitieren?

Der Artikel der »New York Times« über Francis Darwin, der auf dem Jahreskongress der British Association for the Advancement of Science 1908 erklärte: Pflanzen besitzen eine grundlegende Intelligenz.
Auf dem Foto von links nach rechts: D.G. Hogarth, W. Dunstan, A.G. Harcourt, S. Hartland, T. Anderson, R.T. Glazebrook, C. Hawkesley, G. Darwin, A.S. Woodward, S. Dewar, C. Foster, F. Darwin, W.A. Herdman, A.C. Haddon, A. Geikie, S. Vincent, E. Brabook, O. Lodge

Bei den Ameisen, die auf diese Weise ihre Futterquelle verteidigen, gehen die Insektenforscher von intelligentem Verhalten aus, doch die Botaniker sehen die Sache bis heute völlig anders. Nur wenige gestehen den Pflanzen ein intelligentes – oder absichtsvolles – Verhalten zu und betrachten die extraflorale Nektarabsonderung als eine bewusste Strategie, mit der sich Pflanzen ihre ungewöhnlichen Bodyguards geneigt machen.

Pflanzen: die ewigen Zweiten

Kein Wunder also, dass zahlreiche wissenschaftliche Erkenntnisse, die wir Pflanzenversuchen verdanken, häufig erst nach Jahren – und nach analogen Tierversuchen – von der Wissenschaftswelt anerkannt werden. Selbst bedeutsame Entdeckungen über Grundvorgänge des Lebens sind nicht davor gefeit, mehr oder minder ignoriert oder völlig unterschätzt zu werden, solange sie die Pflanzenwelt betreffen. Erst wenn Tiere ins Spiel kommen, erlangen sie dann mit einem Schlag Berühmtheit.

Das gilt etwa für die Erbsenversuche von Gregor Johann Mendel (1822–1884): Sie läuteten die Geburtsstunde der Genetik ein, doch ihre Ergebnisse blieben vierzig Jahre lang völlig unbeachtet – bis die Genetik mit den ersten Tierversuchen einen Boom erlebte. Dasselbe Schicksal ereilte Barbara McClintock (1902–1992). Allerdings mit glücklicherem Ausgang: Sie erhielt für ihre Entdeckung der genomischen Instabilität 1983 schließlich den Nobelpreis.

Bis zu ihrer bahnbrechenden Entdeckung hielt man das Genom (Erbgut) für statisch und dachte, es könne sich im Laufe eines Lebens nicht verändern. Die »Konstanz des Genoms« war als wissenschaftliche Lehrmeinung quasi unantastbar. In den 1940er-Jahren entdeckte Barbara McClintock, dass dieses Prinzip jedoch nicht unter allen Bedingungen galt, und bewies dies mit mehreren Forschungsarbeiten über Mais.

Sie hat eine grundlegende Entdeckung gemacht. Doch den Nobelpreis erhielt sie erst vierzig Jahre später. Warum? Ganz einfach. Sie hat Pflanzen untersucht, und weil ihre Beobachtungen der herrschenden Lehrmeinung widersprachen, galt sie in der Wissenschaft lange als Außenseiterin. Bis analoge Forschungen an Tieren in den Achtzigern schließlich gezeigt haben, dass genomische Instabilitäten auch bei anderen Arten vorkommen. Barbara McClintock verdankt die verdiente Anerkennung durch den Nobelpreis nicht allein ihrer Forschungsleistung, sondern erst der »Wiederentdeckung« ihrer Ergebnisse anhand von Tierversuchen.

Selbstverständlich ist die genomische Instabilität kein Einzelfall. Die Liste ließe sich beliebig fortsetzen: von der Entdeckung der Zellen – die erstmals bei Pflanzen gelang – bis zur RNA-Interferenz, für die Andrew Fire und Craig C. Mello 2006 den Nobelpreis erhielten. Sie haben im Wesentlichen an einem Wurm (Caenorhabditis elegans) die RNA-Interferenz wiederentdeckt, die Richard Jorgensen bereits zwanzig Jahre zuvor für die Petunie nachgewiesen hatte. Fazit: Studien über Petunien nimmt kein Mensch zur Kenntnis, aber analoge Forschungen an einem gemeinen Wurm (immerhin ein Tier) sind den Nobelpreis für Physiologie und Medizin wert.

Wir könnten hier noch etliche Beispiele anführen, das Ergebnis bleibt dasselbe: Die Pflanzenwelt steht hintan, auch in der Wissenschaft. Gleichwohl werden Pflanzen in der Forschung häufig verwendet, da sie den Tieren in ihrer Physiologie ähneln, und natürlich, weil Pflanzenversuche weniger ethische Fragen aufwerfen. Doch was macht uns überhaupt so sicher, dass die ethischen Probleme bei Pflanzen geringer sind? Vielleicht gelingt es uns ja, mit diesem Buch zumindest gewisse Zweifel an dieser Vorstellung zu wecken.

Zweifellos wird der Mensch die Pflanzenwelt eines Tages genauso achten wie die Tierwelt, und Wissenschaftler werden endlich, was auch wesentlich sinnvoller ist, an Pflanzen forschen, weil sie sich von Tieren unterscheiden, und nicht, weil sie diesen ähneln. Der Forschung eröffnen sich damit völlig neue Horizonte. Allerdings muss man sich wohl fragen: Welcher brillante Forscher wird sich den Pflanzen widmen, wenn ihm die wissenschaftliche Anerkennung dann grösstenteils versagt bleibt?

Unsere Geringschätzung der Pflanzenwelt ist, wie wir gesehen haben, in unserer Kultur tief verwurzelt. Ob im Alltag oder in der Wissenschaft: Die allgemeine Wertehierarchie verbannt die Pflanzen auf die unterste Stufe der Lebewesen. Ein ganzes Reich, das Pflanzenreich, wird völlig unterschätzt, obwohl unser Überleben und unsere Zukunft auf der Erde genau davon abhängen.

ZWEITES KAPITEL

Die Pflanze, das unbekannte Wesen

SEIT ANBEGINN DER MENSCHHEIT, also seit ungefähr zweihunderttausend Jahren, leben wir mit den Pflanzen zusammen. Zweihunderttausend Jahre. Man sollte meinen, dies sei ausreichend Zeit, um jemanden wirklich kennenzulernen. Doch weit gefehlt. Wir wissen nicht nur aberwitzig wenig über die Pflanzenwelt, sondern betrachten sie vermutlich noch immer genauso wie der erste Homo sapiens.

Das lässt sich selbstverständlich kaum beweisen, aber durch ein einfaches Beispiel leicht untermauern. Versuchen wir einmal, ein Tier – eine Katze – näher zu beschreiben. Was könnten wir über eine Katze sagen? Sie ist klug, geschickt, anschmiegsam, umgänglich, opportunistisch, flink und geschmeidig. Und versuchen wir nun, eine Pflanze näher zu beschreiben. Was könnten wir beispielsweise über eine Eiche sagen? Sie ist groß, dicht belaubt, knorrig, sie duftet. Und was noch? Bestenfalls fällt uns etwas zu ihrer Schönheit oder Nützlichkeit ein, niemals würden wir ihr aber irgendwelche auch nur im Entferntesten »sozialen« Eigenschaften zuschreiben. Die Katze haben wir dagegen als umgänglich bezeichnet – übrigens würde auch »einzelgängerisch« ihr Verhältnis zur Umwelt bestens beschreiben. Wir gestehen Pflanzen keine Intelligenz zu, aber Katzen schon, und ebenso wenig würden wir eine Eiche je als umgänglich bezeichnen.

Aber irgendetwas stimmt hier doch nicht. Denn wären die Pflanzen wirklich dermaßen dumme, unsoziale Wesen, die mit ihrer Umwelt keinerlei Beziehung aufnehmen können, dann hätten sie auf diesem Planeten doch gar nicht überleben und sich weiterentwickeln können. Wäre es um die Pflanzen wirklich so schlecht bestellt, hätte die natürliche Auslese ihnen längst den Garaus gemacht.

Davon abgesehen, zeigen wissenschaftliche Forschungen schon seit Jahrzehnten, dass Pflanzen Empfindungsvermögen besitzen, komplexe soziale Beziehungen knüpfen und untereinander und mit der Tierwelt kommunizieren können. In den nächsten Kapiteln beschäftigen wir uns damit ausführlicher. Doch wie kann es sein, dass der Mensch bis heute Pflanzen nur als Rohstoff, als Nahrungsquelle oder schmückendes Beiwerk betrachtet? Was hindert uns bloß daran, unsere erste, oberflächliche Einschätzung der Pflanzenwelt zu korrigieren?

Euglena gegen Paramecium: ein Kampf mit gleichen Waffen

Abgesehen von den kulturellen Faktoren, die wir im ersten Kapitel beleuchtet haben, wird unser Bild vom Pflanzenreich durch zwei weitere Faktoren beeinflusst: den Faktor Evolution und den Faktor Zeit.

Schauen wir uns zunächst die Evolution an. Was verstehen wir überhaupt unter Evolution? »Evolution« bezeichnet einen langsamen, fortlaufenden Prozess der Umweltanpassung, in dem lebende Organismen die Eigenschaften auswählen, die ihr Überleben am ehesten garantieren. Um sich an ihren Lebensraum anzupassen, erwerben oder verlieren Arten – allerdings im Verlauf sehr langer Zeiträume – bestimmte Eigenschaften und Fähigkeiten. Dabei kann es auch zu makroskopischen Veränderungen zwischen ursprünglichen und später entwickelten Organismen kommen. Die Evolution hat für die Differenzierung zwischen Tier- und Pflanzenreich eine ganz entscheidende Rolle gespielt – und ist heute Teil des Problems, wenn es um unser Verständnis von Pflanzen geht. Eine Zeitreise soll das näher erläutern.

Paramecium und Euglena im Vergleich: Die beiden Organismen ähneln sich sehr, doch Euglena besitzt einen zusätzlichen Augenfleck (Fotorezeptor), mit dem sie Licht wahrnehmen kann.

Bekanntlich gehörten Algen, also pflanzliche Lebewesen, zu den ersten einzelligen Organismen auf der Erde. Durch Fotosynthese erzeugten sie den Sauerstoff, der die weitere Entwicklung des Lebens erst ermöglichte. Zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen gab es allerdings, genauso wie heute, geringere Unterschiede, als man gemeinhin glaubt.

Natürlich sind pflanzliche Zellen komplexer als tierische. Sie besitzen nicht nur ein Organell mehr, die Chloroplasten, in denen die Fotosynthese stattfindet, sondern auch eine wesentlich robustere Außenwand. Doch abgesehen davon sind sich beide Zelltypen äußerst ähnlich. Will man also unbedingt einen Vergleich zwischen beiden ziehen, dann schneiden die raffinierten pflanzlichen Zellen besser ab. Wie kann es dann sein, dass ein »tierischer« Einzeller als komplexer und höher entwickelt, kurzum als besser gilt als ein pflanzlicher?

Stellen wir doch einmal einen tierischen und pflanzlichen Einzeller gegenüber: Auf der einen Seite sehen wir Paramecium, zu Deutsch Pantoffeltierchen, auf der anderen Euglena. Wenn wir Paramecium als Tier bezeichnen, nehmen wir uns allerdings eine gewisse Freiheit heraus, weil es heute wie andere Protozoen dem Reich der Protisten zugeordnet wird. Doch bis vor wenigen Jahren galt es zweifelsfrei als Tier, und auch der Begriff Protozoon definiert es, wie der Name sagt, als Proto-Tier (Protozoon kommt von griechisch prótos, Erstes, und zôon, Tier).

Das Pantoffeltierchen ist ein winziger, rundum bewimperter Einzeller. Seine Wimpern fungieren als Ruder, mit deren Hilfe es sich im Wasser fortbewegen kann. Betrachtet man es unter dem Mikroskop, faszinieren seine eleganten Bewegungsabläufe, die auf ein raffiniertes Verhalten schließen lassen. Paramecium ist ein Einzeller mit verblüffenden Fähigkeiten, zweifellos ein Held unter den Lebewesen – der an die Worte denken lässt, die Herbert Spencer Jennings (1868–1947) 1906 in Behavior of Lower Organisms (Das Verhalten der niederen Organismen) bezüglich eines anderen tierischen Einzellers formulierte: »Wenn die Amöbe so groß wäre wie ein Walfisch […], so glaube ich, wäre es keine Frage […], dass wir ihr in ähnlicher Weise (wie dem Hunde) gewisse Bewusstseinszustände zuschrieben.«

Auf der anderen Seite der Arena sehen wir ein weiteres Wunder der Schöpfung: die winzige, einzellige Grünalge Euglena. Sie wird heute ebenfalls den Protisten zugeordnet, ist aber zweifellos pflanzlicher Natur – auch wenn sie auf Deutsch unzutreffend Augentierchen heißt.

Der Vergleich dieser sehr einfachen Lebewesen und ihrer außergewöhnlichen Fähigkeiten ermöglicht uns, zur Ursache der Vorurteile vorzudringen, die unseren Blick auf die Pflanzenwelt normalerweise verstellen. Was haben diese beiden Einzeller gemeinsam, und was trennt sie? Stimmt es, dass tierische Lebewesen Intelligenz besitzen, und sei sie noch so rudimentär, Pflanzen aber nicht?

Betrachten wir zunächst das Pantoffeltierchen. Der winzige Einzeller verfügt über erstaunliche Fähigkeiten: Beispielsweise kann er Nahrung erkennen und sich zu ihr hinbegeben.

Euglena benötigt zum Leben selbstverständlich ebenfalls Energie und deckt ihren Energiebedarf, wie andere Pflanzen auch, mittels Fotosynthese. Wenn das Licht einmal knapp wird, verfällt sie allerdings nicht dem Trübsinn, sondern verhält sich wie ein typischer Jäger: Sie kann Nahrung erkennen und sich zu ihr hinbegeben. Ja, sie ist eine Pflanze, und sie kann sich fortbewegen! Die mikroskopisch kleine Alge kann mithilfe ihrer winzigen Geißeln tatsächlich schwimmen.

Sowohl Paramecium als auch Euglena können sich natürlich auch fortpflanzen. Sieht man beide im Wasser umherschwimmen, lässt sich kaum ein Unterschied ausmachen. Doch keine voreiligen Schlüsse: Durch das Pantoffeltierchen wandern elektrische Signale, die Informationen von einer Körperseite zur anderen weiterleiten. Deshalb hat man es auch swimming neuron, schwimmende Nervenzelle genannt, und die Definition trifft zweifelsfrei zu. Doch Euglena durchqueren vergleichbare elektrische Impulse. Also wieder umsonst: Es herrscht Gleichstand.

Haben Paramecium und Euglena also dieselben Fähigkeiten? Geht der Wettkampf zwischen Tier und Pflanze unentschieden aus? Mitnichten. Allerdings endet die Sache anders als erwartet. Denn nicht das Pantoffeltierchen, sondern Euglena hat noch ein Ass im Ärmel: die Fotosynthese. Dank Fotosynthese kommt sie schließlich kampflos zum Sieg. Euglena hat sogar ein rudimentäres Auge, das Lichtfrequenzen wahrnimmt, und kann sich folglich immer dort aufhalten, wo das Licht für die Fotosynthese am besten ist.

Doch wenn Euglena dieselben Fähigkeiten wie das Pantoffeltierchen besitzt, noch dazu sehen und Sonnenlicht in Energie verwandeln kann, wieso hat dann noch niemand Euglena eine »schwimmende Nervenzelle« genannt oder ihre außergewöhnlichen Fähigkeiten auf andere Weise gelobt? Schwer zu sagen. Rational lässt sich jedenfalls nicht erklären, warum die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die die Überlegenheit pflanzlicher gegenüber tierischer Zellen belegen, kaum beachtet werden.

Vor fünfhundert Millionen Jahren

Doch wenden wir uns nun erneut dem anfangs erwähnten evolutionsbedingten Hindernis zu und blicken ungefähr fünfhundert Millionen Jahre zurück. Damals nahm die Differenzierung zwischen Pflanzen- und Tierreich ihren Anfang, und die ersten Organismen schlugen, vereinfacht gesagt, einen von zwei Lebenswegen ein: Die Pflanzen optierten für ein sesshaftes Leben, während die Tiere ein Nomadenleben wählten. Übrigens drängt sich hier die reizvolle Parallele auf, dass auch die Menschheit erst große Kulturen hervorbrachte, als sie sesshaft wurde.

Doch zurück zu den Pflanzen. Sie waren nun gezwungen, alles Lebensnotwendige aus Boden, Luft und Sonne zu beziehen. Die Tiere ernährten sich dagegen von anderen Tieren oder von Pflanzen und entwickelten daher vielfältige Fortbewegungsarten (Laufen, Fliegen, Schwimmen etc.). Die Ersteren nennt man »autotroph« (von griechisch autós, von selbst, und trophé, Nahrung), also selbstgenügsam, weil sie zum Überleben keine anderen Lebewesen brauchen, Letztere hingegen »heterotroph« (von griechisch éteros, andere, und trophé, Nahrung).

Im Laufe von Generationen hat diese anfängliche Entscheidung zu weiteren grundlegenden Unterschieden zwischen Tier- und Pflanzenreich geführt. Heute kann man beide geradezu als Yin und Yang, als das Schwarz und Weiß des Ökosystems bezeichnen: Pflanzen sind sesshaft, Tiere mobil, Pflanzen passiv und Tiere aggressiv, Tiere sind schnell und Pflanzen langsam. Es ließen sich noch Dutzende solcher Gegensatzpaare finden, doch das Ergebnis bleibt dasselbe: In den letzten fünfhundert Millionen Jahren haben sich Pflanzen- und Tierreich beträchtlich auseinanderentwickelt.

Aus der allerersten Entscheidung – Sesshaftigkeit oder Nomadenleben – hat sich im Laufe der Zeit eine erstaunliche Differenzierung in Körperbau und Lebensweise ergeben. Denn die Tiere optierten dafür, sich durch Bewegung (oder Flucht) zu verteidigen, zu ernähren und zu vermehren.

Die Pflanzen wollten dasselbe durch eine sesshafte Lebensweise erreichen. Sie mussten also nach eigenen, originellen Lösungen suchen – zumindest aus unserer Sicht, die ja, was wir nicht vergessen dürfen, die der Tiere ist.

Jede Pflanze ist eine Kolonie

Nehmen wir ein Beispiel: Weil die sesshafte Pflanze leicht zur Beute von Tieren wird, hat sie eine Form des »passiven Widerstands« entwickelt. Ihr Körper ist modular aufgebaut, das heißt, jeder Körperteil ist wichtig, aber letztendlich keiner unverzichtbar. Im Vergleich zur Tierwelt bietet der pflanzliche Körperbau einen wesentlichen Vorteil – vor allem, wenn man bedenkt, wie viele hungrige Pflanzenfresser es auf der Erde gibt und dass Pflanzen ihnen nicht entfliehen können. Durch ihren modular aufgebauten Organismus macht es Pflanzen jedoch nichts aus, angefressen zu werden! Welches Tier könnte das von sich behaupten?

Wie wir noch sehen werden, beruht die Physiologie der Pflanzen auf anderen Prinzipien wie die der Tiere. Während sich in der Tierwelt im Laufe der Evolution beinah alle lebenswichtigen Funktionen in nur wenigen Organen wie Gehirn, Lunge oder Magen konzentriert haben, hüteten sich die wehrlosen Pflanzen davor, ihre Fähigkeiten in nur wenigen neuralgischen Bereichen zusammenzufassen. Sie verhielten sich damit ähnlich wie ein Mensch, der sein Geld aus Angst vor Einbrechern nicht an einem Ort aufbewahrt, sondern an mehreren Stellen versteckt, oder der bei Geldanlagen das Risiko streut, um eventuelle Verluste so gering wie möglich zu halten. Beim Menschen nennen wir das eine kluge Entscheidung.

Pflanzliche Funktionen sind nicht an bestimmte Organe gebunden: Pflanzen atmen ohne Lungen, ernähren sich ohne Mund und Magen, stehen aufrecht ohne Skelett und treffen, wie wir sehen werden, Entscheidungen, obwohl sie kein Gehirn besitzen.

Dank ihrer physiologischen Eigenschaften gerät eine Pflanze selbst dann nicht in Lebensgefahr, wenn man sie beträchtlicher Teile beraubt. Manche Pflanzen können auf 90 bis 95 Prozent ihrer Bestandteile verzichten und sich aus winzigen Überbleibseln völlig neu entwickeln. Eine kahl gefressene Wiese kann sich in nur wenigen Tagen vollständig regenerieren. Um dieses Phänomen zu beobachten, braucht es nicht einmal einen Pflanzenfresser: Wer im Garten schon einmal den Efeu gestutzt hat oder regelmäßig seinen Rasen mäht, weiß, wovon wir sprechen. Die sesshaften Pflanzen entschieden sich evolutionsstrategisch also für einen teilbaren Körper, um gegen Feinde besser gewappnet zu sein. Weil die Verteidigungsstrategie der Tiere hingegen auf Bewegung beruht, entwickelten sie keine Regenerationsfähigkeit – oder nur äußerst selten. Ein abgetrennter Eidechsenschwanz wächst bekanntlich nach, doch für Fuß, Arm oder Kopf gilt das nicht. Entfernt man dagegen Pflanzenteile, überlebt die Pflanze nicht nur, sondern nutzt dies bisweilen sogar zu ihrem Vorteil. Denken wir nur an die kräftigende Wirkung eines Baumschnitts. Die Pflanze verdankt diese Fähigkeit ihrem besonderen Körperbau: Pflanzen bestehen aus repetitiven Modulen, das heißt, Zweige, Stamm, Blätter und Wurzeln setzen sich aus jeweils einfacheren eigenständigen Modulen zusammen, die wie Legosteine ineinandergreifen.

Unserer Geranie auf dem Balkon sieht man das nicht gerade an, sie scheint eher ein einzelnes Lebewesen. Doch trennt man ein Stück von ihr ab und pflanzt es ein – vermehrt sie also, wie der Gärtner sagt, über Stecklinge –, dann schlägt der Steckling Wurzeln und entwickelt sich zu einer neuen Pflanze. Aus unserem Arm oder einem Elefantenfuß können sich dagegen keine neuen Organismen entwickeln, und getrennt vom Körper sind sie gar nicht lebensfähig.

Nicht zufällig sprechen wir von uns als »Individuen«. Der aus dem Lateinischen stammende Begriff setzt sich aus in (nicht) und dividuus (teilbar) zusammen: Unser Körper ist in der Tat nicht teilbar. Würde man uns halbieren, könnten unsere beiden Hälften nicht eigenständig weiterleben, sondern müssten sterben. Wenn wir dagegen eine Pflanze in der Mitte durchschneiden, sind beide Teile lebensfähig. Aus einem einfachen Grund: weil eine Pflanze kein Individuum ist. Darum ist es auch wenig passend, einen Baum, Kaktus oder Busch mit einem Menschen oder Tier zu vergleichen. Eine Pflanze stellt man sich besser als Kolonie vor, weil ein Baum wesentlich mehr Ähnlichkeit mit einem Bienen- oder Ameisenvolk hat als mit einem einzelnen Tier.

Die evolutionsgeschichtlich uralten Pflanzen zeigen sich damit ultramodern. Heutige Internet-Technologien wie soziale Netze beruhen nämlich vielfach auf Gruppenbeziehungen und auf dem Konzept der »emergenten Eigenschaften«, wie sie für Superorganismen oder Schwarmintelligenz typisch sind. Solche emergenten Eigenschaften besitzen einzelne Elemente nicht von sich aus, sondern immer nur im Zusammenspiel mit anderen. So entfalten beispielsweise Bienen oder Ameisen als Kolonie eine höhere kollektive Intelligenz als jedes einzelne Tier, aus denen die Kolonie besteht. Im Kapitel über die pflanzliche Intelligenz wird davon noch die Rede sein (siehe S. 119 ff.).

Ein Zeitproblem

Kehren wir noch einmal zu den Ursachen zurück, die uns daran hindern, Pflanzen als das zu sehen, was sie sind, nämlich soziale, komplexe und entwickelte Organismen wie wir. Es gibt noch ein zweites, ein zeitliches Problem, das es uns so schwermacht, Pflanzen in ihrer Komplexität zu erfassen.

Bekanntlich kann die Lebenserwartung von Art zu Art sehr unterschiedlich sein. Ein Mensch lebt ungefähr achtzig Jahre, eine Biene nicht einmal zwei Monate, eine Riesenschildkröte kann deutlich über hundert Jahre alt werden. Zudem unterscheiden sich die Arten in ihrem Lebensrhythmus: Manche Tiere fallen in einen Winterschlaf, manche bewegen und vermehren sich weit schneller als wir, andere weit langsamer. Eigentlich sollte also unschwer zu erkennen sein, dass die zeitlichen Maßstäbe des Lebens recht unterschiedlich ausfallen. Doch die Realität sieht anders aus. Denn wenn Ereignisse so langsam ablaufen, dass unser Auge sie nicht wahrnehmen kann, verlieren sie für uns jede Bedeutung. Man könnte über das Verhältnis von Menschen und Pflanzen auch sagen – und dies ist absolut wertfrei zu verstehen: Menschen sind »schnell« und Pflanzen »langsam«. Sehr langsam sogar!

Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen uns und ihnen ist sogar so gewaltig, dass sie zu echten Wahrnehmungsstörungen führt. Man könnte von einem Trompe-l’œil oder einer optischen Täuschung auf zeitlicher Ebene sprechen. Wir wissen beispielsweise nur zu gut, dass Pflanzen sich bewegen: Sie wachsen zum Licht, weichen Gefahren aus oder neigen sich in Richtung Kletterhilfe. Seit einigen Jahrzehnten können wir ihr Bewegungsvermögen, das schon Darwin beobachtet hat, sogar fotografisch festhalten und, so sollte man meinen, nun auch richtig einschätzen. Schließlich finden wir im Internet mit nur wenigen Klicks zahllose Videos von sich öffnenden Blüten und keimenden Pflanzen. Und doch bleiben Pflanzen in unserer Wahrnehmung bewegungsunfähige Wesen.

Wir blicken gebannt auf die Videos, wir erfahren durch sie eine Menge über die Bewegung von Pflanzen, und dennoch: Die Bilder können unsere felsenfeste, großteils instinktive Überzeugung nicht im Geringsten erschüttern, Pflanzen ständen den Mineralien näher als den Tieren. Unsere Sinne sind unfähig, pflanzliche Bewegungen wahrzunehmen, folglich verhalten wir uns so, als wären Pflanzen unbelebt. Wir wissen, dass Pflanzen wachsen und sich folglich bewegen, doch weil wir ihre Bewegungen nicht sehen und daher kein wirkliches Bewusstsein dafür entwickeln können, halten wir Pflanzen trotz allem für bewegungsunfähig.

Doch wo liegen die tieferen Gründe für unseren hartnäckigen Widerstand – der jeglicher Vernunft widerspricht? Wir leben schließlich in einer hoch technisierten Gesellschaft, in der wir unglaublich viele Dinge nicht mehr unmittelbar erfahren können. Dennoch würde es uns nicht im Traum einfallen, an ihrer Leistungsfähigkeit zu zweifeln. Obwohl die allerwenigsten wissen, wie Fernseher, Telefon oder Computer funktionieren, leugnet niemand ihre technischen Eigenschaften, weil er ihre Funktionsweise nicht sinnlich begreifen kann. Bei unseren Erkenntnissen über Universum und Materie sind wir sogar auf unvorstellbar komplizierte Vorrichtungen angewiesen, und trotzdem würde niemand die komplexe Struktur der Atome je infrage stellen – dabei liegt deren Wahrnehmung fernab aller unserer Möglichkeiten. Schule und Bildung spielen hier natürlich eine nicht unerhebliche Rolle. Doch warum gilt das dann nicht für Pflanzen? Die These mag gewagt klingen, doch es spricht einiges für sie: Vermutlich verhindert eine »psychische Blockade«, dass unser Instinktverhalten allen kulturellen Vermittlungsversuchen widersteht. Das wollen wir näher erläutern.

Wir sind, naturgegeben, von den Pflanzen absolut abhängig – ähnlich wie Kinder von ihren Eltern. Ein Kind durchlebt eine Entwicklungsphase, in der es seine Abhängigkeit von den Eltern komplett leugnet: die Pubertät. In dieser Phase will es sich befreien und psychisch eigenständig werden – bevor es schließlich viele Jahre später wirklich selbstständig wird. Dieser Mechanismus könnte in ähnlicher Form auch für unser Verhältnis zu den Pflanzen gelten. Niemand ist gern abhängig. Abhängigkeit geht immer mit einem Gefühl der Schwäche einher, mit Verletzlichkeit, an die niemand gerne erinnert werden will.

Wir wollen nicht anerkennen, von wem wir abhängig sind, weil wir uns sonst nicht frei fühlen würden. Unsere Abhängigkeit von den Pflanzen ist so allumfassend, dass wir sie am liebsten vollständig verdrängen möchten. Wahrscheinlich wollen wir nicht daran erinnert werden, weil schon allein der Gedanke Ohnmachtsgefühle in uns auslöst. Von wegen Herrscher der Welt! Klar, unsere These ist ein wenig kühn. Doch sie eignet sich auf jeden Fall sehr gut dazu, das Kräfteverhältnis zwischen uns und dem Pflanzenreich zu verdeutlichen.

Leben ohne sie: ein Ding der Unmöglichkeit

Wenn die Pflanzen morgen von der Erde verschwinden würden, wäre in wenigen Wochen, allerhöchstens Monaten alles menschliche Leben erloschen, und in kürzester Zeit gäbe es keine höher entwickelten tierischen Lebensformen mehr auf unserem Planeten. Würde der Mensch dagegen von der Erde verschwinden, hätten die Pflanzen in nur wenigen Jahren alles zurückerobert, was wir ihnen entrissen haben, und sämtliche Spuren menschlicher Zivilisation wären in kaum hundert Jahren überwuchert. Das sollte eigentlich genügen, um das biologische Kräfteverhältnis zwischen Pflanze und Mensch zurechtzurücken.

Man kann es auch so ausdrücken: In der Biologie leben wir noch immer im aristotelisch-ptolemäischen Zeitalter. Vor der kopernikanischen Wende dachten die Menschen, die Erde sei der Mittelpunkt des Universums und alle Himmelskörper kreisten um sie. Nachdem Galileo Galilei dieses anthropozentrische Weltbild mit Mühe entthront hatte, dauerte es noch Jahrhunderte, bis es endgültig aus den Köpfen verschwand. Die Biologie, so kann man sagen, ist dem vorkopernikanischen Denken weiter verhaftet. Sie glaubt, der Menschen sei das wichtigste Lebewesen, um das sich alles dreht. Weil der Mensch sich über alle erhoben hat, hält sie ihn für den absoluten Herrscher über die Natur. Zugegeben, ein gleichermaßen faszinierender wie tröstlicher Gedanke. Doch leider stimmt er nicht. Unsere Lage ist nämlich bei Weitem nicht so glorreich. Das Pflanzenreich stellt sage und schreibe 99,5 Prozent der gesamten Biomasse auf der Erde; das heißt, wenn man das Gewicht aller Lebewesen auf der Erde mit 100 ansetzt, entfallen, je nach Annahme, zwischen 99,5 und 99,9 Prozent auf die Pflanzen. Anders gesagt, der Anteil tierischer Lebensformen – einschließlich des Menschen – beträgt verschwindende 0,1 bis 0,5 Prozent.

Der Mensch hat wahrlich sein Bestes gegeben, um möglichst viele Wälder zu roden, doch die Pflanzen bleiben die unumstrittenen Könige unter den Lebewesen. Zum Glück, denn nur darum ist Leben auf der Erde überhaupt noch möglich.

Wie jeder weiß, stehen die Pflanzen am Anfang der Nahrungskette. Alles, was wir essen, auch Fleisch oder Fisch, ist entweder pflanzlicher Natur oder ernährt sich von Pflanzen.

Nun sollte man meinen, der Mensch mache bei seiner Ernährung wenigstens reichlich Gebrauch von der pflanzlichen Vielfalt, doch auch das ist nicht der Fall. Den größten Teil unserer Kalorien beziehen wir aus nur sechs Pflanzen. Die Ernährungsgrundlage beinah der gesamten Menschheit bilden Zuckerrohr, Mais, Reis, Weizen, Kartoffeln, Soja und wenige andere Pflanzen. Sie sind unsere Nutzpflanzen und damit ganz besondere Lebewesen. Mit der Kultivierung von Pflanzen ist es ein wenig wie mit der Aufzucht von Tieren. Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, warum sich unsere fleischliche Nahrung fast ausschließlich auf Rind, Huhn und Schwein beschränkt und warum keine einzige Kultur mit Vorliebe Löwe, Gnu, Wolf, Bär oder Schlangen verzehrt? Deren Fleisch ist genauso genießbar wie das von Kühen oder Hühnern. Warum also? Ganz einfach: Unsere Nutztiere lassen sich leichter aufziehen. Bär mag gut schmecken, doch seine Aufzucht gestaltet sich schwierig. Ebenso eignen sich nicht alle Pflanzen für die intensive Landwirtschaft. Auch wenn es viele essbare Pflanzen gibt, lassen sich die meisten nicht industriell anbauen, weil sie sich nicht entsprechend entwickelt haben. Es sind Wildpflanzen, ebenso wie Tiger und Bär Wildtiere sind. Der Hund dagegen hat sich sogar als neue Art aus dem Wolf entwickelt, weil er gemerkt hat, dass es sich als Begleiter des Menschen bequemer und einfacher leben ließ als in der freien Wildbahn. Im Lauf der Evolution hat sich so eine ideale Partnerschaft herausgebildet, von der beide profitieren: Während der Mensch den Hund füttert und versorgt, schützt dieser ihn und leistet ihm Gesellschaft. Einige Pflanzen haben auf ähnliche Evolutionsstrategien gesetzt: Sie nähren den Menschen, und er schützt sie dafür vor Schädlingen, hegt und pflegt sie und verbreitet vor allem ihre Samen bis in die letzten Winkel der Erde.

Doch nicht nur, was die Nahrungskette betrifft, sind wir von Pflanzen abhängig. Gleiches gilt auch für den Sauerstoff. Bekanntlich erzeugen Pflanzen den Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Schon weniger bewusst ist vielen vielleicht, dass auch ein Großteil unserer Energieressourcen von Pflanzen stammt und dass wir die Energiequellen, die wir seit Jahrtausenden nutzen, den Pflanzen verdanken.

Betrachten wir die Energieressourcen auf unserer Erde doch einmal näher: Zuallererst wurden sie in Pflanzen gespeichert, weil diese Sonnenenergie in chemische Energie verwandelten. Dank der wundersamen Fotosynthese können Pflanzen Sonnenlicht und Kohlendioxid aus der Luft in Zucker umformen, in ein höchst energiehaltiges Molekül also – wie jeder weiß, der schon einmal kalorienarme Kost zu sich nehmen musste. Das war der erste grundlegende Schritt – aus dem dann durch weitere die Energiequellen entstanden, die wir heute nutzen: seien es Holz oder Kohle, Erdöl oder andere fossile Brennstoffe.

»Die Pflanzen«, schrieb Anfang des vergangenen Jahrhunderts der russische Botaniker Kliment Timiryazev (1843–1920), »sind das Verbindungsglied zwischen Erde und Sonne.« Und er hatte recht, denn der Mensch verdankt ihnen beinah alle seine Energiequellen.

Fossile Brennstoffe wie Kohle, Kohlenwasserstoff, Öl oder Gas sind im Grunde nichts anderes als unterirdisch gespeicherte Sonnenenergie, die pflanzliche Organismen während verschiedener geologischer Zeitalter durch Fotosynthese in der Biosphäre fixiert haben. Von wegen Mineralstoffe, wie manche noch immer behaupten! Fossile Energiequellen sind in Wahrheit organische Ablagerungen.

Wir sind also nicht nur in puncto Sauerstoff und Nahrung vom Pflanzenreich abhängig, sondern auch in einem weiteren wichtigen Punkt: unserer Energie. Allein deshalb müssten wir eigentlich alles, was grünt und blüht, vergöttern. Aber es geht noch weiter, denn nehmen wir unsere Medikamente: Beinah alle unsere Arzneimittel werden aus pflanzlichen Molekülen gewonnen oder nach deren Vorlage synthetisch nachgebildet.

Pflanzen sind aus der Medizin nicht wegzudenken – und das gilt für alle Kulturen weltweit, ob Ost oder West, Industrie- oder Entwicklungsländer. Doch Pflanzen entfalten ihre wohltuende Wirkung auf den Menschen nicht nur indirekt, als Arzneimittel. Vielfach wirkt schon die Gegenwart von Pflanzen unmittelbar positiv auf unser psychophysisches Befinden.

Dass wir Nutznießer der Pflanzen sind, weil sie Sauerstoff produzieren, Kohlendioxid und Schadstoffe absorbieren und somit einer weiteren Erderwärmung entgegenwirken, ist heute Allgemeingut. Dass sie unser Wohlbefinden aber noch auf andere Weise beeinflussen, zeigen jetzt neue eindrucksvolle Forschungsergebnisse. Pflanzen können durch ihre Gegenwart Stress mindern, die Konzentrationsfähigkeit erhöhen und zu einer schnelleren Genesung beitragen.

Allein der Anblick einer Pflanze wirkt entspannend, wie entsprechende Messungen von physiologischen Parametern zeigen. Krankenhauspatienten, die aus ihrem Zimmer ins Grüne blicken, benötigen weniger Schmerzmittel und können früher entlassen werden als Patienten in Zimmern, die nur Aussicht auf Gebäude und Asphalt bieten. Bei Krankenhausneubauten in Nordeuropa plant man heute deshalb, vor allem aus wirtschaftlichen Gründen, ausreichend Platz für Pflanzen ein. Manchmal können Patienten sogar auf einer ganzen Etage im Grünen wandeln.

In den letzten Jahren haben sich zahlreiche Studien mit der Wirkung von Grünpflanzen auf Kinder und Jugendliche beschäftigt. Die ersten Ergebnisse dieser Untersuchungen sind, vorsichtig formuliert, signifikant.

Eine Forschergruppe ließ beispielsweise Studenten einer amerikanischen Universität bestimmte Prüfungen in ihren Studentenzimmern absolvieren.

Studenten, die von ihrem Zimmer ins Grüne schauten, zeigten bei der Prüfung, die ihnen eine gewisse Konzentration abverlangte, wesentlich bessere Ergebnisse. Wer bei der Prüfung dagegen auf Beton blickte, löste die Aufgaben bedeutend schlechter.

Wie mehrere Versuche in Florenz belegen, ist die Verbesserung der Konzentrationsleistung bei Grundschülern sogar noch offenkundiger. Studien zeigen außerdem, dass es in Alleen weniger Autounfälle und in Wohnvierteln mit viel Grün weniger Selbstmorde und Kriminalität gibt. Pflanzen wirken sich demnach zweifelsfrei positiv auf unsere Stimmung, unsere Konzentration, auf Lernerfolg und allgemeines Wohlbefinden aus.

Pflanzen scheinen daher auch bei längeren Weltraummissionen unverzichtbar, nicht nur als Nahrungsmittel, sondern auch, weil ihr Anblick beruhigt.

Bisher weiß man noch wenig darüber, warum Pflanzen das psychophysische Wohlbefinden von Menschen steigern. Die Gründe liegen wahrscheinlich in unserer Vergangenheit, in unserem instinktiven Wissen, dass unsere Gattung ohne Pflanzen nicht lebensfähig ist. Das Gefühl der Ruhe in Gegenwart von Pflanzen erwächst vermutlich aus der archaischen Gewissheit, dass uns das pflanzliche Grün alles bietet, was wir zum Überleben brauchen. Damals ebenso wie heute.

DRITTES KAPITEL

Die Sinne der Pflanzen

EINES STEHT FEST: Pflanzen haben keine Augen, keine Nase und auch keine Ohren. Wieso sollten wir dann annehmen, dass sie sehen und hören, riechen, schmecken oder sogar fühlen können? Alles deutet offenkundig auf das Gegenteil hin: unsere Kultur, unser Gefühl und sogar, was wir mit eigenen Augen sehen.

Danach zu urteilen, vegetieren Pflanzen bloß. Das heißt, sie sind mehr oder minder bewegungslos, führen die Fotosynthese durch, bringen ab und an einen neuen Trieb hervor, blühen bisweilen oder verlieren ihre Blätter. Das war’s.

Das Wort »vegetieren«, das sich wie »Vegetation« vom lateinischen vegetare (beleben) ableitet, hat stets eine herabsetzende Bedeutung. Wenn jemand nur noch »dahinvegetiert«, heißt das, dass er über keine typisch menschlichen motorischen und sensorischen Fähigkeiten mehr verfügt – also kaum mehr besitzt als das nackte Leben. Wie eine Pflanze eben, denken wir. Doch stimmt der Vergleich? Wie wir im ersten Kapitel gesehen haben, geht unsere Vorstellung von den empfindungsunfähigen Pflanzen letztendlich auf das alte Griechenland zurück: Das antike Pflanzenbild überstand nicht nur unbeschadet die Renaissance – nach deren berühmter »Hierarchie der Lebewesen« Pflanzen leben, aber nicht fühlen und denken (siehe S. 22) –, sondern nahm ebenso die schwierige Klippe der Aufklärung und anderer wissenschaftlicher Paradigmenwechsel, die die Absurdität des Modells eigentlich hätten aufdecken müssen.

Einmal angenommen, wir wären zur Bewegungslosigkeit verdammt oder besser: wir hätten uns, wie die Pflanzen, für diese Evolutionsstrategie entschieden. Wäre es denn in diesem Falle nicht noch wichtiger, dass wir sehen, riechen, hören, kurzum, die Umwelt mit allen Sinnen erfassen? Eben weil wir uns nicht von der Stelle rühren können? Kurz gesagt: Die Sinne sind für das Überleben, für Fortpflanzung, Wachstum und Selbstverteidigung unabdingbar, und darum wäre es den Pflanzen auch nicht im Traum eingefallen, darauf zu verzichten.

Wie wir im Folgenden sehen werden, verfügen Pflanzen, genauso wie wir, über alle fünf Sinne. Und nicht nur das: Sie besitzen sogar noch fünfzehn weitere. Natürlich in pflanzlicher und nicht in menschlicher Ausprägung. Doch deren Zuverlässigkeit tut das keinen Abbruch.

Sehen

Wenn wir wissen wollen, ob Pflanzen uns sehen und wenn ja, wie, müssen wir zunächst definieren, was wir unter Sehen verstehen. Bekanntlich haben Pflanzen keine Augen. Aber wer weiß, vielleicht kann man ja auch ohne sie sehen.

Machen wir uns die Mühe und schlagen dazu in einigen Wörterbüchern nach. Lassen wir alle Definitionen beiseite, die »Sehen« auf die Augen beziehen, und schauen wir, was übrig bleibt. Laut Meyers Großem Lexikon ist Sehen die »Leistung des Lichtsinns« […], laut Brockhaus »das Wahrnehmen der in optischen Reizen enthaltenen Information über die Umgebung« und laut Enzyklo online »die Sinneswahrnehmung optischer Reize«.

Und? Pflanzen besitzen zwar keine Augen, können also nicht im menschlichen Sinne sehen. Gehen wir aber von dem »Lichtsinn« oder der »Sinneswahrnehmung optischer Reize« aus, verändert sich die Lage völlig. Dann verfügen Pflanzen sogar über ein beträchtlich entwickeltes Sehvermögen. Denn sie können nicht nur Licht absorbieren und nutzen, sondern auch Lichtquantität und -qualität beurteilen. Weil Licht das Hauptnahrungsmittel ihres fotosyntheseabhängigen Energiehaushalts ist, ist ihr Sehvermögen besonders hoch entwickelt.

Die Suche nach Licht spielt für das Leben und strategische Verhalten der Pflanzen eine fundamentale Rolle. Denn über je mehr Licht eine Pflanze verfügt, desto – in menschlichen Kategorien gesagt – reicher ist sie. Fristet eine Pflanze dagegen buchstäblich ein Schattendasein, dann ist sie arm. Wie der Mensch verwenden Pflanzen einen Großteil ihrer täglichen Kraftanstrengung darauf, ihren Erhalt sicherzustellen. Für Pflanzen heißt das, sich dem täglichen Kampf um Licht und dessen Nutzung zu stellen.

Betrachten wir einmal, wie sich üppige oder knappe Mittel – wie beim Menschen – auf Entwicklung, Verhalten, Fähigkeiten und Lernvermögen von Pflanzen auswirken.

Jeder hat wohl schon einmal beobachtet, dass sich Zimmerpflanzen und Wildpflanzen zum Licht hinneigen und ihre Blätter optimal zum Licht hin ausrichten. Diese relativ schnelle Bewegung nennt man Fototropismus (von griechisch phós, Licht, und trépestai, sich bewegen). Sie erklärt sich dadurch, dass der pflanzliche Organismus das Problem »mangelnde Lichtabsorption« möglichst rasch und effektiv beheben muss. Sind beispielsweise zwei Pflanzen, im Wald oder in der Vase, notgedrungen enge Nachbarn, so müssen sie häufig um Licht kämpfen, weil die größere die kleinere Pflanze beschattet. Um ihren Rivalen zu übertrumpfen, »schießen die Pflanzen dann regelrecht ins Kraut«. Sie wollen dem Schatten entfliehen. Flucht ist ein Verhalten, das man Pflanzen eher nicht zugesteht, doch zwischen den Pflanzen entbrennt ein regelrechter Kampf ums Licht.

Fototropismus: Die Pflanze wächst zum Licht.

Dass Pflanzen zum Licht wachsen, ist so offenkundig, dass es schon die alten Griechen wussten. Doch obwohl diese Tatsache seit Jahrtausenden Allgemeingut ist, haben wir ihre ganze Tragweite bis heute nicht erkannt oder erheblich unterschätzt. Denn wovon sprechen wir hier eigentlich? Von nichts weniger als echter Intelligenz, die in Risikokalkül und Nutzenabwägung zum Ausdruck kommt. Hätte die Menschheit Pflanzen nur einmal vorurteilsfrei beobachtet, wäre ihr dies schon vor Jahrhunderten aufgefallen.

Beleuchten wir die Sache einmal näher: Wenn eine Pflanze dem Schatten entflieht, beschleunigt sie ihr Wachstum, weil sie den Konkurrenten überholen und mehr Licht absorbieren möchte. Ihr reges Wachstum kostet sie immense Energie. Wenn sie ihr Ziel nicht erreicht, könnte sich die übermäßige Kraftanstrengung als fatal erweisen. Die Pflanze investiert also Energie und Material in eine ziemlich kostspielige Unternehmung mit ungewissem Ausgang. Sie verhält sich wie ein Unternehmer, der in die Zukunft investiert: Ihr Verhalten beweist, dass sie Prognosen erstellt und Ressourcen einsetzt, um ihre Ziele zu verfolgen. Wir haben es hier eindeutig mit intelligentem Verhalten zu tun.

Doch wenden wir uns wieder den pflanzlichen Sinnen zu. Wie nehmen Pflanzen Licht überhaupt wahr? Verschiedene chemische Moleküle in ihrem Inneren erfassen und übermitteln Informationen über Lichteinfall und Lichtqualität. Mithilfe dieser Lichtrezeptoren (Fotorezeptoren) können Pflanzen nicht nur Licht und Schatten unterscheiden, sondern auch bestimmte Wellenlängen erkennen, also die Lichtqualität. Lichtrezeptoren mit so exotischen Namen wie Phytochrom, Criptochrom oder Fototropin absorbieren die unterschiedlich langen Wellen der roten, infraroten, blauen und UV-Strahlung, die für Entwicklung, Keimung, Wachstum bis hin zur Blüte besonders wichtig sind.

Und wo befinden sich die Lichtrezeptoren? Die menschlichen Augen sind aus evolutionärer Sicht strategisch günstig positioniert. Sie ermöglichen nicht nur eine gute Perspektive und ein großes Blickfeld, sondern liegen auch in Gehirnnähe (dem einzigen, das wir besitzen) und sind vor Angriffen gut geschützt – auf unseren Kopf, der außer dem Gehirn vier unserer fünf Sinnesorgane beheimatet, geben wir besonders acht. Bei den Pflanzen sieht die Sache, wie wir gesehen haben, ganz anders aus. Pflanzen haben es evolutionsgeschichtlich vermieden, bestimmte Funktionen in einem Körperbereich zu konzentrieren, damit nicht jeder x-beliebige Fressfeind vorbeikommen und eine Tragödie anrichten kann.

In der Pflanzenwelt sind quasi alle Fähigkeiten überall, kein Teil ist wirklich unabkömmlich. Dementsprechend sind auch Lichtrezeptoren in großer Menge verfügbar. Sie sind zwar hauptsächlich in den Blättern angesiedelt, wo die Fotosynthese vorrangig stattfindet, aber nicht nur dort. Auch jüngere Stängelteile, Ranken, Triebe, Sprossspitzen und sogar Grünholz – das für unser Kaminfeuer ungeeignet ist – enthalten unzählige Lichtrezeptoren: Es ist, als wären Pflanzen mit Äuglein übersät. Sogar ihre Wurzeln sind lichtempfindlich. Anders als Blätter lieben sie das Licht allerdings nicht. Während Blätter zur Lichtquelle hinwachsen, also »positiv fototroph« sind, scheuen Wurzeln das Licht – als litten sie unter Fotophobie (Lichtscheu, von griechisch phós, Licht, und phobía, Furcht). Wurzeln fliehen das Licht, so schnell sie können. Sie sind »negativ fototroph«.

In diesem Zusammenhang möchten wir gern auf eine Unsitte hinweisen, die einmal mehr zeigt, dass unsere mangelhafte Kenntnis der Pflanzenwelt sogar Versuchsergebnisse verfälscht. Man sollte annehmen, es sei allgemein bekannt, dass Wurzeln im Dunkeln wachsen. Doch weit gefehlt: In modernen Forschungslaboren scheint sich dies noch nicht herumgesprochen zu haben. Die Molekularbiologie, die die berühmte Botanik oder Pflanzenphysiologie als Wissenschaftsdisziplin heute mehr und mehr verdrängt, kultiviert ihre Versuchspflanzen – deren unbestrittener Star die Kleine Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) ist – beinahe stets in Gel- oder anderen transparenten Nährlösungen. Das Pflanzenverhalten lässt sich so besser beobachten, nicht nur, weil die Lösungen transparent sind, sondern auch, weil sie eine gezielte Nährstoffauswahl ermöglichen. Die Forschung verdankt ihnen also zweifellos viel. Wäre da bloß nicht dieses klitzekleine gerade erwähnte Problem. In den allermeisten Fällen sind die Wurzeln der Versuchspflanze nämlich dem Licht ausgesetzt, und das bedeutet für die Pflanze Stress. In der Nährlösung neigen die Wurzeln zu schnellem, unruhigem Wachstum, weil sie unermüdlich, aber vergebens versuchen, dem störenden Licht zu entkommen. Dennoch glauben die meisten Forscher, die Pflanze wachse schnell, weil sie sich so überaus wohlfühle. In Wahrheit will die Wurzel fliehen. Dabei reicht doch ein wenig gesunder Menschenverstand, um sich klarzumachen, dass Wurzeln, anders als Blätter, die Dunkelheit lieben und nicht das grelle Licht. Von wegen Wohlfühlen!

Allerdings suchen nicht nur die Wurzeln die Dunkelheit. Auch der oberirdische Teil mancher Pflanzen schließt im Jahreskreislauf »die Augen«! Wir sprechen hier natürlich vom Herbst, wenn die laubabwerfenden Bäume ihre Blätter verlieren. Aber befinden sich dort nicht die meisten Lichtrezeptoren? Was passiert dann, wenn die Pflanze ihre Blätter verliert? Sie macht es wie die Tiere, die ihre Augen schließen: Sie begibt sich zur Ruhe.

Laubabwerfende Pflanzen sind typischerweise in klimatischen Regionen mit kalten Wintern beheimatet, nicht aber in tropischen oder subtropischen Regionen, wo mildes Klima und konstanter Sonnenschein vorherrschen. Dort treten Immergrüne an ihre Stelle. In gemäßigten, kontinentalen Klimazonen, wo auf heiße Sommer kalte Winter folgen, verhalten sich Pflanzen wie manche Tiere: Einige Tierarten fallen bekanntlich in Winterschlaf, um Nahrungsknappheit und strenge Kälte zu überleben. In harten Wintern erweist sich der Schlaf als gute Überlebensstrategie! Die Strategie ist sogar so gut, dass sich auch Pflanzen dazu entschieden haben. Mit den ersten kühlen Herbsttagen fallen laubabwerfende Arten in Winterschlaf: Sie verlieren ihre Blätter, ihre empfindlichsten, der Kälte am stärksten ausgesetzten Teile, denen sonst der Tod durch Erfrieren drohen würde. Man nennt den zeitweiligen Schlaf, mit dem sich pflanzliche Organismen vor der Witterungsgefahr schützen, Vegetationsruhe. Doch die Idee dahinter lässt sich durchaus mit dem Winterschlaf oder der Winterruhe von Tieren vergleichen.

Die Pflanze verlangsamt ihren Vegetationszyklus, »schließt die Augen« und schläft den lieben langen Winter. Im Frühjahr nimmt sie ihre normalen Funktionen wieder auf: Sie treibt aus, bildet Knospen und Blätter. »Sie schlägt die Augen wieder auf.«

Wenn es um Sehvermögen und Augen geht, kommen wir nicht umhin, Gottlieb Haberlandt (1854–1945) zu erwähnen. Seine Theorien haben Mitte des vorigen Jahrhunderts die Wissenschaftswelt verstört. Der große österreichische Botaniker konnte seine These zwar nicht durch Versuchsergebnisse belegen, vermutete aber, dass pflanzliche Epidermiszellen wie Linsen wirken und den Pflanzen nicht nur eine relativ klare Vorstellung von Licht, sondern ebenso von Formen vermitteln.

Haberlandt nahm an, dass pflanzlichen Epidermiszellen eine ähnliche Funktion zukommt wie Hornhaut und Linse beim menschlichen Auge und Pflanzen daher echte Bilder ihrer Umgebung erzeugen können.

Riechen

Haberlandts faszinierende Theorie konnte experimentell nie bewiesen werden. Wir dürfen also noch gewisse Zweifel hegen, ob Pflanzen wirklich Umrisse erkennen können – auch wenn sie mit Sicherheit lichtempfindlich sind und Sehvermögen besitzen. Wenn es um den Geruchssinn geht, kann es allerdings keinen Zweifel mehr geben. So seltsam es auch scheinen mag: Pflanzen haben hochempfindliche »Nasen«. Natürlich keine Nasen wie wir. Pflanzen verfügen über ein diffus verteiltes Empfindungsvermögen. Während wir nur mit der Nase riechen, tun Pflanzen dies mit dem ganzen Körper.

Wenn wir schnuppern, atmen wir durch die Nase Luft ein, die dann den Riechgang passiert. Im Riechgang unserer Nase befinden sich chemische Geruchsrezeptoren, die die Moleküle aus der Luft einfangen, das entsprechende Nervensignal erzeugen und so die Geruchsinformation an das Gehirn weiterleiten. Bei Pflanzen ist das Geruchsempfinden dagegen diffus verteilt: etwa so, als wäre unser Körper mit Millionen von Näschen übersät. Jede Pflanze besteht, von den Wurzeln bis zu den Blättern, aus Milliarden von Zellen, die auf ihrer Oberfläche vielfach Geruchsrezeptoren besitzen. Sie alle können die Signalkette auslösen, die die Geruchsinformation schließlich im Organismus verbreitet. Die Rezeptoren muss man sich dabei wie Schlösser vorstellen, die Düfte wie Schlüssel. Nur der passende Schlüssel kann das Schloss öffnen und den Mechanismus auslösen, der schließlich die Geruchsinformation erzeugt. Doch wozu brauchen Pflanzen überhaupt einen Geruchssinn? Pflanzen machen sich »Düfte« oder besser gesagt BVOC-Moleküle (Biogenic Volatile Organic Compounds, biogene flüchtige organische Verbindungen) zunutze, um Informationen über ihre Umwelt zu gewinnen und miteinander oder mit Insekten zu kommunizieren (siehe S. 83 ff.).

Die Düfte von Rosmarin, Basilikum, Zitrone, Süßholz und vielen anderen Pflanzen sind eigentlich Botschaften. Der Duft ist die »Sprache« der Pflanzen, ihr Vokabular. Millionen chemischer Verbindungen bilden die Zeichen einer pflanzlichen Sprache, die wir bislang leider kaum verstehen. Mit Sicherheit wissen wir nur, dass jede Verbindung eine präzise Information übermittelt, beispielsweise vor drohender Gefahr warnt, Zuneigung oder Abneigung ausdrückt und vieles mehr. Bekannt ist schon lange, dass Bedecktsamer (Blütenpflanzen, von griechisch angéion, Hülle, und spérma, Samen) mit ihrem Duft Insekten als Bestäuber anlocken. In diesem Falle handelt es sich um eine »private« Botschaft, die sich nicht an andere Pflanzen richtet und ein genau definiertes Ziel verfolgt. Doch warum duften Salbei, Rosmarin oder Süßholz, wenn sie gar nicht blühen? Wir wissen nur eins: Sie habe ihre guten Gründe dafür. Die Duftproduktion kostet Pflanzen Energie, die sie nicht sinnlos verschwenden würden. Doch von dieser simplen Erkenntnis bis zur endgültigen Entschlüsselung der Pflanzenbotschaften ist es noch ein weiter Weg.

Wir befinden uns momentan in einer ähnlichen Situation wie der Ägyptologe Jean-François Champollion, bevor es ihm 1822 nach endlosen Versuchen gelang, die Hieroglyphen zu entziffern. Wir wissen, dass wir manchen Zeichen (Duft) eine Botschaft zuordnen müssen, aber ihre Zahl ist, verglichen mit der Gesamtzahl aller von Pflanzen ausgesandten flüchtigen Moleküle, verschwindend gering. Erschwerend kommt hinzu, dass eine Botschaft nicht notwendigerweise aus einem einzigen flüchtigen Molekül bestehen muss, sondern ebenso mehrere Moleküle in einem genau festgelegten Verhältnis kombinieren kann. Auch die Sprache der Pflanzen scheint also nuancenreich zu sein, weil Pflanzen keine Monolithen sind. Dass sie nicht nur einen Ton beherrschen, sondern durchaus polyphon sind, macht sie uns noch sympathischer.

Vermutlich werden wir ihre Sprache eines Tages entschlüsseln. Bis dahin müssen wir uns allerdings mit dem wenigen begnügen, was wir momentan wissen. Einigen flüchtigen Molekülen können wir inzwischen eine Bedeutung zuweisen. Wir kennen beispielsweise Methyljasmonat, das viele Pflanzen unter Stress produzieren. Methyljasmonat übermittelt eine klare Botschaft: »Mir geht es nicht gut.« Zahlreiche flüchtige Verbindungen, mit denen Pflanzen sich verständigen, stehen für eine ganz bestimmte Botschaft. Und man muss es wohl einzigartig nennen, dass selbst stark abweichende Arten dieselbe Botschaft mit denselben Worten ausdrücken. Allerdings bedeutet das nicht, dass alle Pflanzen dieselbe Sprache sprechen. Eher scheinen mehrere Sprachen auf denselben Ursprung zurückzugehen. Manche Bedeutungen kommen nämlich in allen Sprachen vor, andere nur in den Idiomen bestimmter Arten.

Doch wenden wir uns wieder den flüchtigen Botschaften zu, die Pflanzen bei Stress aussenden und empfangen. Viele der erwähnten BVOC-Moleküle sind beispielsweise echte Hilferufe. Pflanzen produzieren diese nicht nur bei biotischem Stress, wenn ihr pflanzliches Gleichgewicht durch Pilze, Bakterien, Insekten und andere Lebewesen bedroht ist, sondern auch bei abiotischem Stress, das heißt bei Kälte, Hitze, Sauerstoffmangel, überhöhten Salzmengen oder Luft- und Bodenverschmutzung. In beiden Fällen übernehmen die Moleküle eine Aufgabe, die manchen wohl überraschen dürfte: Sie informieren Nachbarpflanzen oder entferntere Pflanzenteile in Echtzeit über die drohende Gefahr.

Doch warum? In erster Linie, weil sie sich verteidigen wollen. Nehmen wir einmal an, eine Pflanze wird von gefräßigen Insekten angegriffen. Dann sondert sie auf der Stelle ein Molekül ab, das Nachbarpflanzen vor der Gefahr warnt, und diese können so umgehend alle Hebel in Bewegung setzen, um sich angemessen zu verteidigen. Wie wir später (siehe S. 90 ff.) noch sehen werden, nutzen sie dabei oft verblüffende Strategien. Beispielsweise produzieren sie chemische Moleküle, die die Blätter für den Aggressor ungenießbar machen oder ihn sogar vergiften.

Das anschaulichste Beispiel hierfür liefert die Tomate: Wenn sie von Pflanzenschädlingen angegriffen wird, sondert sie große Mengen an BVOC-Molekülen ab und kann sogar Pflanzen warnen, die Hunderte von Metern entfernt stehen.

Doch wenn Pflanzen über so gute Verteidigungsstrategien verfügen, warum benötigen wir dann überhaupt Insektizide? Warum können Pflanzen nicht jeden Angriff abwehren? Die Antwort ist simpel. Leben entwickelt sich in der Natur als ein Gleichgewicht zwischen Jäger und Gejagtem, das ständig neu austariert werden muss. Wenn sich eine Pflanze mit einer Verteidigungstaktik erfolgreich gegen Feinde zur Wehr gesetzt hat, ersinnen diese eine neue Strategie, auf die die Pflanze wieder reagieren muss. Die Arten erhöhen mit solchen ständigen Verbesserungen im Übrigen nicht nur ihre Überlebenschancen auf unserem Planeten, sondern treiben genau damit die Evolution voran.

Schmecken

Wie in der Tierwelt sind bei den Pflanzen Geruchs- und Geschmackssinn eng verbunden.

Ihre Geschmacksorgane bestehen im Grunde aus verschiedenen chemischen Rezeptoren, mit deren Hilfe die Wurzeln im Boden nach Nährstoffen suchen. Wenn es um den feinen Gaumen geht, können es Pflanzen ausnahmslos mit dem raffiniertesten Feinschmecker aufnehmen. Der Vergleich mag im ersten Moment befremden, doch ebenso wie mancher Gourmet noch feinste Spuren einer Zutat in einem Gericht ausmacht, können Wurzeln winzige Mineralstoffmengen in vielen Kubikmetern Erde aufspüren. Schaut man genauer hin, stellt man allerdings doch einen Unterschied fest: Wie in anderen Fällen schneiden die Pflanzen auch hier besser ab. Wurzeln sind Tieren haushoch überlegen, wenn es darum geht, kleinste Konzentrationsgefälle im Boden wahrzunehmen. Sie suchen im Boden ständig nach »leckeren« Nährstoffen wie Nitrat, Phosphat oder Kali und finden selbst geringste Mengen mit schlafwandlerischer Sicherheit. Woher wir das so genau wissen? Weil es uns die Pflanzen selbst verraten. Ihre Wurzeln wachsen nämlich je zahlreicher, desto höher die Mineralstoffkonzentration im Boden ist, und sie wachsen so lange, bis sie sämtliche Mineralsalze komplett absorbiert haben. Pflanzen verhalten sich damit erstaunlich klug. Denn wenn sie bei höheren Mineralstoffkonzentrationen mehr Wurzeln schlagen, handeln sie vorausschauend und investieren Energie und Ressourcen in ein Ergebnis, das noch in der Zukunft liegt. Sie verhalten sich wie Bergbauunternehmen, die in Erwartung künftiger Gewinne gewaltige Summen in den Bau neuer Stollen stecken. Und stellen ihre Intelligenz damit erneut unter Beweis.

Wurzeln wachsen in Richtung Nahrungsquelle.

Es liegt nahe, den Geschmackssinn in den unterirdischen Pflanzenteilen zu suchen, weil Pflanzennährstoffe vor allem im Boden lagern. Doch darf man darüber die Arten nicht vergessen, die andere Speisen bevorzugen: die »fleischfressenden Pflanzen«.

Die Geschichte der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula), der ersten von Botanikern entdeckten fleischfressenden Pflanze, ist so interessant, dass wir sie hier wiedergeben.

Am 24. Januar 1760 schrieb der Großgrundbesitzer Arthur Dobbs, der von 1754 bis 1765 Gouverneur der Kolonie North Carolina war, einen Brief an den britischen Botaniker Peter Collinson (1694–1768) und berichtete dem Mitglied der Royal Society, dass er eine wundersame, Fliegen fangende Pflanze entdeckt habe:

Doch am meisten überrascht im Pflanzenreich eine unbekannte, äußerst seltsame berührungsempfindliche Art. Es handelt sich um eine kleine Pflanze, deren Blätter einem schmalen Kugelsegment ähneln: Sie bestehen jeweils aus zwei Teilen, ähnlich einer Geldbörse – wobei die konkave Seite nach außen gedreht ist. Der Rand beider Teile ist umgeklappt und gezähnt (wie ein Tellereisen). Sobald etwas die Blätter berührt oder zwischen sie fällt, schließen sie sich wie eine Falle und nehmen Insekten oder beliebige andere Objekte gefangen. Die Pflanze bildet eine weiße Blüte aus. Ich habe der verblüffenden Pflanze den Namen Fly Trap Sensitive gegeben.

Als die ersten Exemplare der wundersamen Pflanze Europa erreichten, händigte Collinson sie seinem Freund John Ellis aus. Ellis gab der Pflanze den Namen Dionaea muscipula und erkannte ihren wahren Charakter. 1769 schrieb er an Linné:

Die Pflanze, von denen ich Ihnen eine exakte Abbildung sowie Proben von Blättern und Blüten übersende, scheint karnivorer Natur zu sein: Ihre Blattspreite bildet einen Fangmechanismus, in dessen Mitte der Köder für das unglückliche Insekt liegt, das dann zur Beute wird. Die Blattinnenflächen sind mit zahlreichen winzigen roten Drüsen bedeckt, die sehr wahrscheinlich einen süßen Saft absondern, von dem das arme Tier kosten möchte. Doch sobald seine Beine die sensiblen Teile berühren, klappen die Hälften blitzschnell zu, die Borstenreihen schließen sich und erdrücken das Tier, das auf diese Weise stirbt. Damit das gefangene Tier nicht wieder entfliehen kann, befinden sich in der Mitte beider Blatthälften – zwischen den Drüsen – drei kleine Borsten, die jeden Fluchtversuch unweigerlich scheitern lassen.

Diese Zeichnung der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) legte der britische Naturforscher John Ellis einem Brief an Linné vom 23. September 1769 bei.
Der Brief enthält die Erstbeschreibung der fleischfressenden Pflanze, die in den Sümpfen von North und South Carolina vorkommt.

Für Ellis gab es also keinen Zweifel: Die Pflanze war ein Jäger. Linné sah das allerdings anders. Er widersprach Ellis’ Schlussfolgerungen vehement und ordnete die Venusfliegenfalle unter die »empfindungsfähigen Pflanzen« ein, die auf taktile Reize mit unwillentlichen Bewegungen reagieren.

Heute erkennt jedermann an, dass die Venusfliegenfalle Insekten fängt, doch Linné sah in ihr eine Pflanze wie Mimosa pudica, die ihre Blätter bei Berührung schließt. Die Schlussfolgerungen der beiden Botaniker konnten unterschiedlicher nicht sein: Laut Ellis jagte die Pflanze Tiere, laut Linné schlossen sich ihre Blätter automatisch, wenn man sie berührte.

Wie konnten zwei Wissenschaftler zu so unterschiedlichen Ergebnissen kommen? Ellis war weniger bekannt und hatte sich nicht von der herrschenden Meinung beeindrucken lassen. Er beschrieb, was er beobachtete, und zog daraus seine Schlussfolgerungen. Linné befand sich dagegen auf dem Gipfel seines Ruhms und konnte sich nicht von einem Konzept der Natur befreien, das alle Lebewesen in eine Rangordnung zwang und von der Wissenschaft seiner Zeit vorbehaltlos anerkannt wurde. Er leugnete sogar, was offensichtlich war, und beugte sich der Theorie, auch wenn er die Realität dafür verbiegen musste. Obwohl er die Pflanze eingehend untersucht und zweifelsfrei beobachtet hatte, dass sie Insekten fing und tötete, weigerte er sich, sie als fleischfressende Art anzuerkennen – und in den Augen der Wissenschaft zu legitimieren, weil ihm ein solches Verhalten für eine Pflanze einfach unvorstellbar schien.

Aber jeder konnte doch sehen, was die Venusfliegenfalle tat? Offenbar fing und tötete sie Insekten. Wie konnte das jemand abstreiten?

Viele Botaniker der Zeit flüchteten sich zu ihrer Rechtfertigung in fantasiereiche Hypothesen. Sie behaupteten etwa, das Blatt bewege sich reflexartig, völlig ohne Tötungsabsicht, und die Fliege könne sich, wenn sie nur wolle, durchaus befreien. Wenn sie ihr Heil nicht in der Flucht suche, läge dies einzig daran, dass sie alt sei oder sterben wolle. Heute kann man über diese Argumentation nur lächeln, doch damals wurde sie in der akademischen Welt klaglos akzeptiert. Alles schien besser, als zuzugeben, dass Pflanzen Tiere jagten. Solche Vorstellungen fanden höchstens Eingang in die Abenteuerliteratur, in der es damals vor menschenfressenden Bäumen nur so wimmelte. Doch wie sollte man bloß erklären, dass die Venusfliegenfalle ihre Insekten unter keinen Umständen freigab, solange sie sie nicht getötet und verdaut hatte? Und wieso öffnete sich das Blatt in Sekundenschnelle wieder, wenn die Beute wenig schmackhaft oder unverdaulich war?

Erst als Charles Darwin diese Fragen 1875 in seinem Werk Insectenfressende Pflanzen schlüssig beantwortete, begann man auch in Wissenschaftskreisen, von »insektenfressenden Pflanzen« zu sprechen. Diese Definition kam der Realität zwar schon recht nahe, stimmte aber noch nicht ganz. Denn schon zu Darwins Zeiten hatte man zahlreiche Pflanzen entdeckt und beobachtet, die sogar Mäuse und Eidechsen fingen und verdauten. Von wegen Insektenfresser! Doch im 19. Jahrhundert erhielten Dutzende Arten diese Bezeichnung. Nicht, weil sie wirklich Insekten jagten, sondern weil »fleischfressend« im Zusammenhang mit Pflanzen unerhört klang. Da nutzte es wenig, dass Wissenschaftler verschiedene Nepenthes-Arten katalogisierten, die sogar Kleinsäugetiere umbrachten. Noch Ende des 19. Jahrhunderts galt es eigentlich als undenkbar, dass Pflanzen sich von Tieren ernähren. Doch wieso bevorzugen manche Pflanzen überhaupt tierische Kost?

Wie so häufig liegen die Gründe dafür in der Evolutionsgeschichte. Fleischfressende Arten entwickelten sich vor Millionen von Jahren in Feucht- und Sumpfgebieten, das heißt, in stickstoffarmen oder gar stickstofflosen Böden. Stickstoff ist aber ein lebensnotwendiger Protein-Baustein. Wenn Pflanzen in stickstoffarmer Umgebung gedeihen wollten, mussten sie sich etwas einfallen lassen, das sie vom Boden, wo der Stickstoff ja fehlte, und von den Wurzeln unabhängig machte.

Die Lösung lag in der Luft. Die Pflanzen veränderten im Lauf der Zeit die Form ihrer Blätter und verwandelten sie in wahre Fallen, in denen sich Insekten, also fliegende Mini-Stickstoffspeicher, verfingen. Fleischfressende Pflanzen fangen und töten Insekten aber nicht nur, sie verdauen ihre Beute auch und machen deren Nährstoffe damit überhaupt erst verwertbar. Der Verdauungsprozess gilt bis heute als wesentliches Definitionsmerkmal: Man bezeichnet eine Pflanze als fleischfressend, wenn sie nicht nur Tiere fängt, sondern auch verdaut. Dazu bildet sie Enzyme, die die Beute so auflösen, dass die Pflanze die darin enthaltenen Nährstoffe absorbieren kann.

Schauen wir uns einige Jagdszenen aus dem Pflanzenreich einmal näher an, um die Techniken von Venusfliegenfalle oder Kannenpflanzen besser zu verstehen. Wie jeder gute Jäger müssen Pflanzen ihre Beute zunächst ködern. Die Venusfliegenfalle lockt ihre Opfer beispielsweise mit einem süßen, duftenden Sekret buchstäblich in die Falle. Eine Pflanze hat, anders als von Linné unterstellt, keine Energie zu verschenken: Wenn eine ihrer Blattfallen von einem potenziellen Opfer berührt wird, schließt sie sie deshalb nicht sofort. Sonst liefe sie ja Gefahr, etwas Unverdauliches einzufangen oder ein Insekt aus der tödlichen Klammer entwischen zu lassen, weil es nur am Blattrand sitzt. Die Falle schnappt erst zu, wenn sich die Pflanze ihrer Sache ganz sicher ist. Dionaea muscipula wartet ab, bis das Insekt schön in der Mitte und damit endgültig in der Falle sitzt.

Auf beiden Blatthälften der tödlichen Falle sitzen drei winzige Fühlborsten. Sie sind sozusagen der rote Knopf, der die Falle auslöst. Aber nicht, wenn das Insekt eine Borste nur einmal streift, sondern erst, wenn es mindestens zwei Borsten innerhalb von zwanzig Sekunden berührt. Die Pflanze schließt die Blatthälften also nur, wenn es sich um eine für sie interessante Beute handeln dürfte. Und falls sich das erbeutete Insekt aus der Falle zu winden versucht, stößt es unweigerlich gegen die Borsten und erreicht damit nur, dass die Venusfliegenfalle fester zudrückt. Ist das Tier dann tot, also bewegungslos, sondert das Blatt Enzyme ab, um seine Beute mehr oder minder restlos zu verdauen. Wenn sich die Falle schließlich wieder öffnet, findet man nur noch verräterische Spuren des archaischen Kampfes zwischen Pflanze und Tier: Nicht selten ist auf den Blättern der Venusfliegenfalle noch das Exoskelett (Außenskelett) der verspeisten Insekten zu sehen.

Die Kannenpflanzen, ebenfalls gefürchtete Jägerinnen, haben sich für eine andere Taktik entschieden und im Laufe der Evolution kannenförmige Organe entwickelt, deren Ränder mit einer duftenden, süßen Substanz benetzt sind. Das Beutetier setzt sich, angelockt vom Pflanzenduft, auf den Rand der Fallgrube und versucht, immer der Nase nach, vom Nektar zu saugen. Dabei rutscht es ab, doch zu spät. Ein Zurück gibt es nicht mehr, denn das Innere der Kanne ist unvorstellbar glatt – so glatt, dass Wissenschaftler seine Eigenschaften erforschen, um sie für neue Technologien nutzbar zu machen. Erschöpft von vergeblichen Fluchtversuchen, landet das arme Tierchen schließlich im Verdauungssaft und ertrinkt. Nun ist die Zeit gekommen, die Beute zu verdauen: Die Pflanze verwandelt ihr Opfer in eine Nährbrühe, die sie nach und nach absorbiert.

Kannenpflanzen ernähren sich nicht nur von Insekten, sondern ebenso von Eidechsen und anderen kleinen Reptilien. Selbst vor größeren Mäusearten schrecken sie nicht zurück. Die Skelette ihrer Beutetiere lagern sich, wie Jagdtrophäen, am Kannenboden ab: eine finstere Warnung für die nächsten unglücklichen Opfer.

Fleischfressende Pflanzen beweisen nicht nur anschaulich, dass Pflanzen Geschmackssinn besitzen, sie lassen auch die Nahrungsgewohnheiten von Pflanzen in anderem Licht erscheinen. Denn fleischfressende Pflanzen sind, anders als häufig angenommen, keineswegs eine Ausnahmeerscheinung. Wir kennen heute ungefähr sechshundert Arten, von denen jede wieder mit anderen Fallstricken arbeitet und andere Beutetiere anlockt. Fleischfressende Pflanzen sind also durchaus verbreitet. Nimmt man zudem alle Pflanzen hinzu, die indirekt von den Insektenfallen profitieren, erhöht sich ihre Zahl weiter. Dachte man bis vor wenigen Jahren noch, dass nur die im eigentlichen Sinne fleischfressenden Pflanzen ihren Nährstoffbedarf durch Kleingetier decken, zeigen neuere Forschungen, dass sich tierische Nahrungsquellen in der Pflanzenwelt weit größerer Beliebtheit erfreuen.

Wer sich die Blätter von Kartoffel-, Tabak- oder exotischen Pflanzen wie Pawlonia tomentosa (der aus China stammende Baum wird in Europa immer öfter heimisch) schon einmal näher angeschaut hat, dem sind vermutlich die vielen toten Insekten darauf aufgefallen. Doch wieso sondern diese Pflanzen klebrige oder giftige Substanzen ab, die Insekten töten, wenn sie ihre Beute dann nicht verdauen können?

Ganz einfach und sehr einleuchtend: Die toten Insekten werden nicht sofort verdaut, fallen aber zu Boden und zersetzen sich dort. Dabei wird Stickstoff frei, den die Pflanzen als Nährstoff aufnehmen. Tote Insekten, die am Blatt haften bleiben, dienen dagegen Bakterien als Nahrung, deren stickstoffreiche Ausscheidungen die Pflanze wiederum bequem absorbieren kann.

Viele Arten sind also nicht im engeren Sinne fleischfressende Pflanzen, verwerten aber Tiere, um ihren Speiseplan abwechslungsreicher zu gestalten.

Der pflanzliche Speiseplan hält noch weitere Überraschungen bereit: Anfang 2012 hat eine Pflanze den Weg in wissenschaftliche Veröffentlichungen geschafft, die mit unterirdischen Fallen auf Würmerjagd geht! Die Veilchenart, die auf den sehr trockenen, kargen Böden der brasilianischen Savanne wächst, hat unterirdische Blätter ausgebildet, mit denen sie die weitverbreiteten Nematoden oder Fadenwürmer fängt und verdaut. Sie bleiben an ihren klebrigen Blättern haften und dienen ihr als willkommene Ergänzung des ansonsten stickstoffarmen Speiseplans. Die Entdeckung, dass Pflanzen auf unterirdische Beutejagd gehen, ist deshalb so bedeutsam, weil sie die Vermutung nahelegt, dass auch andere in kargen Gegenden beheimatete Pflanzen diese Möglichkeiten nutzen.

Wir kennen heute, wie erwähnt, ungefähr sechshundert fleischfressende Pflanzen. Zählen wir außerdem noch die sogenannten »präkarnivoren« Pflanzen und vermutlich weitere, unterirdische Jäger hinzu, dürfte ihre Zahl weitaus höher liegen. Wir müssen unsere Vorstellungen vom Speiseplan der Pflanzen demnach von Grund auf überdenken.

Fühlen

Wenn wir beurteilen wollen, ob pflanzliche Organismen über Tastsinn verfügen, müssen wir uns zunächst einmal zwei Fragen stellen: »Weiß« eine Pflanze, dass sie von äußeren Objekten berührt wird? Und kann sie selbst etwas bewusst ertasten und diese Information für sich nutzen?

In der Pflanzenwelt ist der Tastsinn eng mit dem Gehör verbunden. Er beruht auf winzigen Organen, den »mechanosensiblen Kanälen«, die sich auf der Pflanze verteilt, vor allem aber in den Epidermiszellen, also in Zellen mit direktem Kontakt zur Außenwelt befinden. Wenn die Pflanze etwas berührt oder Schwingungen ausgesetzt ist, werden in den Epidermiszellen zahlreiche Rezeptoren, eben die mechanosensiblen Kanäle, aktiviert. Doch ebenso wenig, wie ein fehlendes Tastorgan besagt, dass Pflanzen keinen Tastsinn besitzen, reichen vorhandene Rezeptoren aus, um das Gegenteil zu beweisen – aber es ist natürlich ein vielversprechendes Indiz.

Merkt eine Pflanze, ob sie berührt wird? Dazu müssen wir uns nur Mimosa pudica anschauen, eine Mimosenart, auch Schamhafte Sinnpflanze genannt, die ihre Blätter bei Berührung – eben wie ein »scheues Mimöschen« – einklappt. Die Bewegung erfolgt in Sekundenschnelle, ist aber dennoch kein konditionierter Reflex. Denn die Blätter schließen sich nicht bei Nässe oder Wind, wohl aber bei eindeutiger Berührung. Wir begegnen hier also echtem pflanzlichen Verhalten, dessen Zweck allerdings weiterhin Rätsel aufgibt. Offensichtlich schützt sich die Pflanze damit. Doch wovor? Die einen behaupten, das plötzliche Einklappen der Blätter verscheuche ungebetene Gäste wie Insekten, andere, die Pflanze wirke auf potenzielle Angreifer so weniger appetitanregend. Doch wer recht hat, muss uns hier nicht weiter interessieren. Für unsere Fragestellung ist nur bedeutsam, dass die Mimose nicht nur einen ausgeprägten Tastsinn besitzt, sondern auch zwischen verschiedenen Reizen unterscheiden und ihr Verhalten entsprechend anpassen kann: Wenn sie einen Reiz als ungefährlich einstuft, bleiben die Blätter geöffnet.

Mimosa pudica mit geöffneten (links) und geschlossenen (rechts) Blättern. Als Reaktion auf bestimmte taktile Reize klappt die »Schamhafte Sinnpflanze« ihre Blätter ein.

Die außergewöhnliche Lernfähigkeit der Mimose ist zuerst Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829) aufgefallen. Man nennt Lamarck, den Schöpfer des Begriffes »Biologie«, wohl zu Recht ein wissenschaftliches Genie. Er gab einem jungen Mitarbeiter, dem Botaniker Augustin-Pyrame de Candolle (1778–1841), den Auftrag, einige Exemplare von Mimosa pudica in einer Kutsche durch Paris zu fahren und das Verhalten der Pflanze zu beschreiben.

De Candolle war nicht der Typ, der sich über eine Anweisung des großen Lamarck groß gewundert hätte. Ohne Zögern belud er eine Kutsche mit so vielen Mimosentöpfen wie möglich und fuhr los. Auf seiner Spazierfahrt fiel de Candolle Überraschendes auf: Zu Beginn der Kutschfahrt über das Pariser Kopfsteinpflaster, bei der die Mimose kräftig durchgeschüttelt wurde, hielt die Pflanze die Blätter geschlossen, aber nach einer Weile öffnete sie sie wieder – als ob sie sich an die Vibrationen gewöhnt hätte.

Die Erklärung war denkbar einfach, wie der verblüffte de Candolle bald erkannte. Die Pflanzen lernten schnell, dass die Vibrationen der Kutsche völlig ungefährlich waren, und verschwendeten nicht länger unnötig Energien darauf, ihre Blätter sinnlos zu schließen.

Natürlich ist Mimosa pudica nicht die einzige Pflanze mit eindeutigem Tastsinn. Ein weiteres beeindruckendes Beispiel für die Empfindungsfähigkeit von Blatt oder Blüten liefern uns die fleischfressenden Arten. Sie arbeiten, wie wir gesehen haben, mit genialen Fallen. Doch wann klappen diese zu? Nur dann, wenn sich wirklich ein Insekt auf dem Blatt niederlässt. Fleischfressende Pflanzen erkennen demnach nicht nur eindeutig, dass ihre Blätter berührt werden, sondern können auch zwischen verschiedenen taktilen Empfindungen unterscheiden.

Doch auch ohne schon wieder die beutejagenden Fleischfresser als Beispiel heranzuziehen, lassen sich zahlreiche Belege für den Tastsinn der Pflanzen finden. So schließen viele Blumen ihre Blüten, wenn sie von Insekten besucht werden, und lassen ihre Bestäuber erst frei, wenn diese mit Pollen beladen sind. Auch das setzt einen Tastsinn voraus. Pflanzen besitzen folglich zweifellos ein passives Tastvermögen: Sie können Berührungen spüren. Doch verfügen sie auch über die entsprechende aktive Fähigkeit? Können sie Objekte der Außenwelt willentlich berühren, um daraus eigene Schlüsse zu ziehen?

Schauen wir uns dazu die Wurzeln an. Jede Pflanze besitzt bekanntlich Millionen und manchmal Abermillionen von Wurzelhaaren, die ins Erdreich eindringen und dort Wasser und Nährstoffe aufspüren. Wurzeln suchen also die Nähe von Nährstoffen – oder das Weite, wenn sie Schadstoffe vermuten. Doch was tut eine Wurzel, wenn sie bei ihrer Suche auf ein Hindernis wie einen Stein trifft? Wächst sie nicht weiter? Gibt sie ihrem Wachstum eine andere, genau definierte Richtung? Wächst sie beispielsweise stets in die Tiefe oder umrundet sie das Hindernis immer rechtsherum? Keineswegs.

Wie Laborversuche zeigen, »ertastet« die Wurzel das Hindernis und versucht, es zu überwinden, während sie weiter wächst. Die Verantwortung für diese wichtige Aufgabe kommt der äußersten Wurzelspitze zu, deren zahlreiche Fähigkeiten uns später noch beschäftigen werden (siehe S. 127 ff.). Die Wurzelspitze erkundet also tastend, wie das Hindernis beschaffen ist. Hat sie die notwendigen Informationen erfasst, bewegt sie sich in die entsprechende Richtung – wobei sich dieses Verhalten beinahe intuitiv erschließt. Denn wie sollten Pflanzen sonst in felsigen Böden Wurzeln schlagen, wenn sie Hindernisse nicht ertasten und somit umrunden können? Doch lassen wir die Wurzeln nun beiseite. Wie ist es um den Tastsinn der übrigen Pflanze bestellt?

Die anschaulichsten Beispiele dafür liefern uns sicherlich die Kletterpflanzen – und alle anderen Rankpflanzen. Beispielsweise die Klettererbse. Wenn man das zarte Pflänzchen berührt, kringeln sich ihre hochempfindlichen Ranken in Sekundenschnelle zu Spiralen. Der Zweck liegt auf der Hand: Auf diese Weise kann sich die Ranke um eine ertastete »Kletterhilfe« winden. Es gibt zahllose Pflanzen, die sich so verhalten, die Objekte ertasten, das geeignetste auswählen und beim Wachsen daran Halt suchen. Was könnte eindrucksvoller beweisen, dass Pflanzen Tastsinn besitzen? Noch dazu scheint er in der Pflanzenwelt geradezu en vogue zu sein.

Wie man festgestellt hat, hat die Zahl der Kletterpflanzen im Vergleich zu stammbildenden Pflanzen in den letzten dreißig bis vierzig Jahren, seit darüber statistische Aufzeichnungen geführt werden, kontinuierlich zugenommen. Man stelle sich vor, wir wären ein Sprössling im tropischen Regenwald, wo die meisten Kletterpflanzen wachsen. Wir sind winzig, und vor uns liegt eine gewaltige Aufgabe, die uns unweigerlich erschauern lässt. Wir müssen nach oben, zum Licht wachsen.

Die Ranken der Zweihäusigen Zaunrübe (Bryonia dioica).

Eine Kletterpflanze: Purpur-Prunkwinde (Ipomea purpurea).

Schon nach erster kurzer Einschätzung erkennen wir, dass auf uns Jahre voller Opfer und enormen Energiebedarfs warten, bevor unser Stamm die lichten Höhen erreichen wird. Doch keine Panik. Es gibt eine Lösung: nämlich die Abkürzung, die die Kletterpflanzen wählen. Die Drückeberger denken gar nicht daran, irgendwelche Opfer zu bringen, sondern nehmen einfach die Direttissima nach oben. Sie ranken sich um einen schön gewachsenen Stamm, und ohne wertvolle Energien zu verschwenden, wachsen sie in kürzester Zeit bis zum Licht. Kommt Ihnen die Strategie der Kletterpflanzen nicht irgendwie bekannt vor, wenn Sie an manches Verhalten unserer menschlichen Spezies denken?

Hören

Wenden wir uns nun einem hochumstrittenen Sinn der Pflanzen zu, der aber die Fantasie der Menschen ungemein beflügelt: dem Gehör. Können uns die Pflanzen hören? Und wenn ja, tun wir dann gut daran, mit ihnen sprechen? Wer etwas auf seinen grünen Daumen hält, hat sich diese Frage bestimmt schon einmal gestellt. Und durch das eine oder andere kleine Experiment eine Antwort darauf gefunden. Viele meinen, Pflanzen würden besser wachsen, wenn man mit ihnen spricht, andere, dies habe keinerlei Einfluss auf das Pflanzenwachstum. Kurz gesagt: Beide haben gewissermaßen recht. Zunächst sollten wir allerdings einen Schritt zurück gehen und unsere Frage genauer formulieren.

Beschreiben wir zunächst kurz das menschliche Gehör, weil dieses letztendlich definiert, was wir unter Hörvermögen verstehen. Der Mensch und viele Tiere hören mit dem Ohr. Die Töne, die wir wahrnehmen, sind, wie die meisten wahrscheinlich wissen, eigentlich Schwingungen, die sich als Schallwellen in der Luft fortpflanzen und von der Ohrmuschel aufgefangen werden.

Die Ohrmuschel lenkt die Schallwellen zum Trommelfell, das dadurch in Schwingung versetzt wird und uns so ermöglicht, die Schallwellen in Töne zurückzuübersetzen. Dazu wird die physische Bewegung des Trommelfells im Innenohr in elektrische Signale umgewandelt und über den Gehörnerv zum Gehirn transportiert. Das Gehör benötigt folglich als Schallträger die Luft. Ohne Luft können Schallwellen nicht übertragen werden, und wir würden schier gar nichts hören.

Pflanzen besitzen bekanntlich keine Ohren. Nun wissen wir ja bereits, dass Pflanzen ohne Augen sehen, ohne Geschmacksknospen schmecken, ohne Nase riechen und sogar ohne Magen verdauen. Warum sollten sie also nicht hören können, nur weil ihnen die Ohrmuschel fehlt?

Auch in diesem Fall haben sich die Pflanzen im Laufe der Evolution völlig anders entwickelt als wir. Der Mensch besitzt zu beiden Seiten des Kopfes Ohren; er kann folglich von zwei Seiten Schallwellen auffangen und nutzt, wie viele Tiere, als Schallträger die Luft. Die Pflanzen greifen auf einen anderen Schallträger zurück: den Boden.

Wie also hören Pflanzen? Genauso wie viele Tiere, die keine außen liegenden Ohren besitzen. Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wieso uns Schlangen, Würmer und viele andere Tiere hören können, obwohl sie keine äußeren Ohren haben?

Ganz einfach: Ihr Gehör hat sich wie bei den Pflanzen in einer Umgebung entwickelt, die ein optimaler Schallträger ist. Erinnern Sie sich noch an die alten Filme, in denen die Indianer das Ohr an den Boden legten, um die heranrückende Kavallerie schon von Weitem zu hören? Genau dieselbe Technik machen sich Pflanzen zunutze, aber auch Schlangen, Maulwürfe, Würmer und viele mehr.

Schwingungen breiten sich über den Boden so gut aus, dass man zum Hören keine Ohren braucht. Pflanzen können Schwingungen über die erwähnten mechanosensiblen Kanäle in ihren Zellen (siehe oben zum Tastsinn, S. 68) auffangen. Wie andere Sinne auch, ist das Hörvermögen bei Pflanzen also nicht wie beim Menschen in einem Organ konzentriert, sondern in allen Zellen angesiedelt. Die gesamte Pflanze mit ihren unter- und überirdischen Teilen kann hören – als wäre sie mit Millionen Öhrchen übersät. Das pflanzliche Gehör ist, wie die anderen Sinne, die Antwort auf die Lebensbedingungen der Pflanzen, deren empfindlichste Teile unter der Erde liegen.

Wie Tiere, die im oder dicht am Boden leben, mussten Pflanzen kein Hörorgan entwickeln, weil sie auch ohne hervorragend hören.

Ein einfaches Beispiel zeigt, wie die mechanosensiblen Kanäle der Pflanzen funktionieren. Jeder Discobesucher hat wohl schon erlebt, dass starke Schwingungen im Körper, etwa auf Magenhöhe, spürbar sind. Und weil Schallwellen unseren Körper zum Vibrieren bringen, können sogar gehörlose Menschen laute Musik, vor allem wummernde Bässe, wahrnehmen. Das Erdreich, in dem die Pflanzen leben, müssen wir uns als eine Diskothek vorstellen, die niemals schließt. Denn Pflanzen machen sich genau diesen Mechanismus zunutze, gehen dabei allerdings wesentlich raffinierter vor.

Man hat im Lauf der Jahre zahlreiche Versuche durchgeführt, um das pflanzliche Hörvermögen nachzuweisen. Die Ergebnisse der Feld- und Laborversuche sind hochinteressant – und haben übrigens kürzlich gezeigt, dass Klänge sogar die Genexpression bei Pflanzen verändern können.

So hat beispielsweise ein Weinbauer aus Montalcino – in Zusammenarbeit mit dem Florentiner LINV (Laboratorio Internazionale di Neurobiologia Vegetale) und dem Sponsor Bose, einem führenden Klangtechnologieunternehmen – seine Weinreben fünf Jahre lang mit Musik beschallt.

Die Ergebnisse sind verblüffend: Die Weinstöcke, die in den Genuss der Musik kamen, wuchsen nicht nur besser als andere; ihre Trauben reiften auch schneller, ihr Wein hatte einen kräftigeren Geschmack, eine intensivere Farbe und einen höheren Polyphenolgehalt. Zudem hielt die Musik Insekten fern, weil sie sie verwirrte, und führte so zu einem wesentlich geringeren Einsatz von Insektiziden. Mit der sogenannten phono-biologischen Landwirtschaft eröffnen sich für Biolandwirte völlig neue Möglichkeiten. Die EUBRA – die von den Vereinten Nationen geförderte Europäisch-brasilianische Agentur für nachhaltige Entwicklung – nahm den Versuch 2011 denn auch in die hundert Projekte auf, die die Welt der Green Economy in den nächsten zwanzig Jahren verändern werden. Das verwundert eigentlich nicht.

Musik wird schon seit Jahren erfolgreich bei Schlaganfall- und Koma-Patienten, bei Epilepsie oder Schlafstörungen eingesetzt. Musik entspannt und fördert das Lernen. Sie berührt, beflügelt und verärgert uns. Sogar Kühen scheint Musik (in ihrer klassischen Variante) zu gefallen. Für die berühmten japanischen Kobe-Rinder ist Musikhören bei der Aufzucht geradezu obligatorisch. Und Leistungssportler wissen, dass manche Rockmusik besser wirkt als jedes Doping. Kein Wunder, dass das Tragen von Kopfhörern bei internationalen Wettkämpfen oder dem New Yorker Marathon verboten ist. Die Wirkung von Musik ist, auch für Pflanzen, zweifelsfrei bewiesen. Offen bleibt allerdings, wie Musik überhaupt auf Pflanzen wirken kann. Sie können Musikstile schließlich nicht auseinanderhalten und haben keine Lieblingsmusik.

Um es gleich vorwegzunehmen: Nicht bestimmte Musikrichtungen, sondern bestimmte Frequenzen und Frequenzbereiche beeinflussen das Pflanzenwachstum. Während vor allem niedrige Frequenzen zwischen 100–500 Hz Keimung, Pflanzenwachstum und Länge der Wurzeln fördern, wirken sich höhere Frequenzen hemmend aus.

Mehrere Versuche, insbesondere zu den unterirdischen Pflanzenteilen, haben erst kürzlich gezeigt, dass Wurzeln eine große Bandbreite an Schallschwingungen wahrnehmen und ihr Richtungswachstum durch Schwingungen beeinflusst wird. Diese Wurzelbewegung nennt sich »Phonotropismus« (von griechisch phónos, Schall, und trépein, bewegen). Auch Wurzeln können also hören und Frequenzen erkennen. Je nach Schwingung entscheiden sie, sich einer Klangquelle zu nähern oder sich von ihr zu entfernen. Doch wo liegt der Sinn, dass Wurzeln verschiedene Schwingungen wahrnehmen? Wir wissen es bislang nicht genau, aber erste Vermutungen klingen sehr überzeugend und sollen deshalb nicht unerwähnt bleiben.

Noch vor wenigen Jahren herrschte in der Wissenschaft die Meinung, Pflanzen könnten über den Boden zwar Schwingungen hören und die entsprechenden Informationen für sich nutzen, seien jedoch nicht in der Lage, über sie zu kommunizieren, da ihnen die Fähigkeit fehle, Töne hervorzubringen. 2012 haben italienische Forscher jedoch gezeigt, dass Wurzeln sehr wohl Töne erzeugen können. Wie, ist allerdings noch unklar.

Wie man festgestellt hat, bringen Pflanzen Klickgeräusche hervor. Sie entstehen höchstwahrscheinlich beim Zellwachstum, wenn die Zellwände, die aus robuster Zellulose bestehen, zerreißen.

Obwohl die Klickgeräusche von Pflanzen nicht willentlich erzeugt werden, kann man ihre Bedeutung für die pflanzliche Kommunikation gar nicht überschätzen. Denn wenn Wurzeln sowohl Töne hervorbringen wie hören können, werden auf einmal völlig neue unterirdische Kommunikationswege denkbar.

2012 konnten Wissenschaftler zeigen, dass Wurzeln sich ähnlich organisiert verhalten wie Schwärme. Dies würde jedoch voraussetzen, dass die verschiedenen Wurzeln der einzelnen Pflanzen miteinander kommunizieren, um den Boden möglichst effizient zu erkunden und ihren Wuchs entsprechend auszurichten. Da Pflanzen sich ja nicht vom Fleck rühren können und nur begrenzten Raum zur Verfügung haben, wäre das für sie von unschätzbarem Vorteil!

Sollten künftige Forschungen bestätigen, dass Wurzeln Geräusche hervorbringen und auf diese Weise miteinander kommunizieren, müssten wir unsere Vorstellung vom Pflanzenreich erneut über den Haufen werfen.

Und noch fünfzehn weitere Sinne!

Wie wir gesehen haben, besitzen Pflanzen fünf Sinne, die mit unseren vergleichbar sind. Sie können sehen, riechen, schmecken, hören und fühlen. Was die Sinne angeht, stehen sie uns offenbar in nichts nach, und man könnte fast meinen, dass Pflanzen uns in puncto Sinne stark ähneln. Doch weit gefehlt: Sie sind wesentlich empfindsamer und verfügen über mindestens fünfzehn »Sinne« mehr als wir.

Einige haben sich aus offensichtlichen Gründen entwickelt. Pflanzen können beispielsweise zuverlässig und präzise den Feuchtigkeitsgehalt im Boden messen und selbst entfernte Wasserquellen ausmachen. Sie verfügen über eine Art Hygrometer (Feuchtigkeitsmesser, von griechisch hygrós, feucht, und métron, Maß), das ihnen sagt, wie wasserreich ein Boden ist und wo sie das Wasser finden. Warum die Pflanzenwelt das kann, liegt auf der Hand. Dieselbe Fähigkeit wäre für den Menschen weit weniger bedeutsam, weil wir ja ständig unterwegs sind.

Pflanzen verfügen noch über weitere außerordentliche Fähigkeiten: Sie besitzen beispielsweise einen Sinn für Schwerkraft und elektromagnetische Felder – durch die ihr Wachstum beeinflusst wird – und können den Gehalt zahlreicher chemischer Stoffe in Luft und Boden bestimmen.

Während manche ihrer Sinne in den Wurzeln angesiedelt sind, befinden sich andere in den Blättern oder auch im pflanzlichen Organismus insgesamt. Was besonders erstaunt, ist die Raffinesse, mit der die grünen Prüflabore vorgehen. Pflanzen können chemische Stoffe, die für ihr Wachstum bedeutsam oder schädlich sind, in unglaublich winzigen Mengen und noch dazu in meterweiter Entfernung aufspüren. Unser Riechorgan, die Nase, ist längst nicht so hoch entwickelt! Wenn Wurzeln bestimmte Nährstoffe wahrnehmen, wenden sie sich diesen zu und wachsen so lange, bis sie sie absorbieren können. Bemerken sie aber im Boden Schadstoffe oder bedrohliche chemische Zusammensetzungen wie Blei, Cadmium oder Chrom – die ihnen leider immer häufiger begegnen –, bewegen sie sich in die Richtung, die den größtmöglichen Abstand zur Gefahrenquelle erlaubt.

Beispiele für Gravitropismus: Pflanzen erkennen, in welche Richtung die Schwerkraft wirkt. Ihre Wurzeln wachsen in Richtung der Schwerkraft, ihre Zweige und Stängel in die entgegengesetzte Richtung.

Der Mensch kennt diese pflanzlichen Fähigkeiten seit nunmehr fast einem Jahrhundert und hat sie inzwischen hinreichend erforscht. Doch bis heute betrachtet er sie nicht unter dem richtigen Gesichtspunkt: dem der pflanzlichen Sinne. Wir weigern uns in unserer Kultur nach wie vor, Pflanzen als empfindsame Wesen zu sehen, und halten sie lieber für passive, unsensible Organismen, denen es an allen Eigenschaften mangelt, die wir dem Tierreich ohne Weiteres zugestehen. Glücklicherweise schert sich die Pflanzenwelt wenig um die mangelnde Anerkennung, die wir ihr entgegenbringen, und bietet uns nichtsdestotrotz in vielen Bereichen manch unersetzliche Hilfe.

Einige nützliche Hilfen haben wir bereits erwähnt: Pflanzen synthetisieren unzählige Moleküle, die sich dann in unseren Arzneimittelschränken wiederfinden; sie produzieren Sauerstoff und halten ein wichtiges Baumaterial für uns bereit, das Holz. In der Vergangenheit legten sie außerdem die Energievorräte an – die fossilen Brennstoffe –, auf denen unser technologischer Fortschritt seit Jahrhunderten beruht. Sie leisten Unentbehrliches für uns – und sind im Übrigen die einzige wirkliche Ressource, um unseren Planeten von Schadstoffen zu befreien.

Nehmen wir beispielsweise eine Substanz wie Trichlorethylen (TCE). Das in der Kunststoffbranche eingesetzte organische Lösungsmittel verschmutzt inzwischen zahlreiche Wasservorkommen in den Industrieländern und macht sie als Trinkwasser unbrauchbar. TCE ist ein gefährliches Gift: Es zersetzt sich praktisch nicht und bleibt unter Umständen Jahrtausende chemisch unverändert. Pflanzen jedoch absorbieren es anstandslos und verwandeln es in Chlorgas, Kohlendioxid und Wasser. Mit anderen Worten: Sie lösen es auf.

Weil Pflanzen die außergewöhnliche Fähigkeit besitzen, einige für den Menschen hochgefährliche Schadstoffe – die dieser allerdings meistens selbst produziert – unschädlich zu machen, versuchen verschiedene Technologien, Böden und Gewässer durch eine sogenannte »Phytosanierung« zu entgiften. Das wirtschaftliche und technologische Potenzial der biologischen Bodensanierung scheint enorm, ihre Anwendung steckt aber noch in den Kinderschuhen.

In dem Maße, wie wir zulassen, dass immer mehr Pflanzenarten aussterben, gehen uns vermutlich unzählige noch unerforschte Möglichkeiten verloren, unseren Planeten wirksam, kostengünstig und ohne Nebenwirkungen von Schadstoffen zu befreien.

VIERTES KAPITEL

Die pflanzliche Kommunikation

Man stelle sich vor, es gäbe einen Planeten, auf dem Pflanzen miteinander kommunizieren. Dort würden Pflanzen Informationen austauschen und sich mit Tieren verständigen, sogar mit dem komplexesten, dem Menschen. Sie sprächen nicht nur die Sprache der Tiere, sondern besäßen auch sehr überzeugende Argumente, um von ihnen die Hilfe zu erhalten, die sie brauchen.

Auf diesem Planeten nutzen Pflanzen andere Pflanzen und sogar Tiere als Informanten, um Erkundigungen einzuziehen. Sie schaffen es, andere, mobilere Arten zu kleinen Dienstleistungen zu bewegen, und fordern bei ihnen sogar Unterstützung an – vor allem, wenn sie sich gegen gefräßige Feinde wie Pflanzenschädlinge verteidigen müssen. In dieser Welt suchen und finden sie Hilfe, um sich erfolgreich zu vermehren und zu verbreiten. Aber ist ein solcher Planet überhaupt denkbar, auf dem die vermeintlich so leisen, passiven und hilflosen Pflanzen das Leben von Tieren, vom winzigen Wurm bis zum Menschen, beeinflussen und sogar bestimmen? Es gibt ihn schon: Willkommen auf der Erde.

Die Kommunikation im Inneren der Pflanze

IST DA WER?

Bevor wir uns damit beschäftigen, ob Pflanzen intern kommunizieren können, sollten wir uns zunächst überlegen, wozu diese Kompetenz überhaupt dienen könnte. Wir müssen uns also fragen, welchen Sinn es haben kann, dass etwa Wurzeln mit Blättern – und umgekehrt – Kontakt aufnehmen.

Pflanzen erfassen mithilfe ihrer Sinne Informationen über ihre Umgebung und orientieren sich in ihrer Umwelt. Sie können zahlreiche verschiedene Parameter bestimmen und große Datenmengen verarbeiten. Doch lebende Organismen sammeln, anders als Computer, nicht nur endlose Datenmengen, sondern nutzen sie auch zu ihrem Vorteil.

Wenn die Wurzeln einer Pflanze beispielsweise feststellen würden, dass es im Boden kein Wasser mehr gibt, oder ein Blatt von Pflanzenschädlingen angegriffen wird, dann wäre die Weitergabe dieser Information an die übrige Pflanze lebenswichtig – weil jede Verzögerung in der Informationsübertragung das Leben des gesamten Organismus gefährden würde. Die Übermittlung dieser Nachricht wäre also ein Muss. Aber können wir dabei schon von Kommunikation im eigentlichen Sinne sprechen?

Dazu müssen wir zunächst einmal definieren, was wir unter Kommunikation verstehen. Den Begriff kennt heute jeder, doch manchmal muss man selbst die Bedeutung alltäglicher Begriffe genauer bestimmen, damit alle dasselbe meinen. Eine allgemein anerkannte Definition betrachtet »Kommunikation« als die Übermittlung einer Botschaft von einem Sender an einen Empfänger. Kommunikation setzt also eine Botschaft, einen Sender und einen Empfänger voraus. Dieses elementare Kommunikationsmodell besagt nicht, dass beide Subjekte (Sender und Empfänger) in verschiedenen Organismen angesiedelt sein müssen. Unser eigener Körper, so wie der anderer Lebewesen, liefert sogar das beste Beispiel dafür, dass verschiedene Teile in ein und demselben Organismus miteinander kommunizieren können. Stoßen wir uns beispielsweise den großen Zeh, empfinden wir nur deshalb Schmerz, weil zwischen Zeh und Gehirn Kommunikation stattfindet. Und wenn wir etwas Weiches berühren, spüren wir Wohlbehagen, weil ein taktiles Signal von der Hand zum Gehirn übertragen wird. Offensichtlich können im Tierreich also verschiedene Körperteile miteinander kommunizieren. Doch Kommunikation ist für alle Lebewesen unerlässlich: So hüten sie sich vor Gefahren, sammeln Erfahrungen und erkunden den eigenen Körper und ihre Umwelt. Warum sollten also ausgerechnet Pflanzen nicht kommunizieren? Es gibt nicht den geringsten Grund, anzunehmen, dass ein Organismus, nur weil er kein Gehirn besitzt, keine internen Botschaften übermitteln kann. Und tatsächlich werden wir gleich sehen, dass Pflanzen hervorragend kommunizieren. Zugegeben: Einige vermeintliche Hindernisse könnten daran zweifeln lassen. So verfügen pflanzliche Organismen nicht einmal über die biologischen Strukturen, die bei Tieren die elektrischen Signale übertragen und Informationen von der Peripherie an das Zentralsystem weiterleiten: Pflanzen besitzen keine Nerven. Aber wie wir gerade gesehen haben, ist die Informationsübermittlung für Pflanzen ebenso bedeutsam wie für Tiere und manchmal auch genauso dringlich. Informationen von Wurzeln oder Blättern sind für den gesamten Organismus essenziell, aber sie können das Überleben nur sichern, wenn sie schnell übermittelt werden.

DAS GEFÄSSSYSTEM DER PFLANZEN

Bei der Informationsweiterleitung von einem Körperteil zum nächsten arbeiten Pflanzen nicht nur mit elektrischen, sondern auch mit hydraulischen und chemischen Signalen. Sie besitzen also drei voneinander unabhängige und mitunter komplementäre Systeme, die für kurze und lange Distanzen geeignet sind. So erreichen sie Pflanzenteile, die nur wenige Millimeter oder auch mehrere Meter entfernt sind. Schauen wir uns an, wie diese Systeme funktionieren.

Das erste System beruht auf elektrischen Signalen. Es kommt überaus häufig zum Einsatz und unterscheidet sich nicht wesentlich von dem der Tiere oder des Menschen, wenngleich es freilich für Pflanzen »personalisiert« wurde. Denn wie wir gesehen haben, besitzen Pflanzen keine Nerven, verfügen also nicht über das spezielle Gewebe, das bei Tieren zur Weiterleitung von Nervenimpulsen dient. Auf den ersten Blick scheint das ein echtes Problem. Wie sollen Pflanzen elektrische Signale losschicken, wenn ihnen das spezielle Gewebe zur Übertragung fehlt? Die Pflanzen haben sich etwas einfallen lassen. Auf kurzen Strecken nutzen sie Öffnungen in der Zellwand, sogenannte Plasmodesmen (von griechisch plásma, Gebilde, und désma, das Band), und leiten die Signale über diese Plasmabrücken von einer Zelle zur nächsten weiter. Auf längeren Strecken, beispielsweise von den Wurzeln zu den Blättern, setzen sie auf ihr »Gefäßsystem«.

Wie das? Pflanzen haben kein Herz, aber Gefäße? Genau. Pflanzen besitzen, wie Tiere, ein hydraulisches System, über das sie verschiedene Stoffe transportieren; es funktioniert ähnlich wie unser Gefäßsystem, nur dass es über keine zentrale Pumpe verfügt. Pflanzen haben kein Herz, weil ihre Körperfunktionen ja nicht in speziellen Organen angesiedelt sind. Doch durch eine Art Kreislaufsystem – sozusagen Arterien und Venen – befördern sie Flüssigkeiten von unten nach oben und umgekehrt. Das Gewebe heißt »Xylem«, wenn es Stoffe aufwärts, und »Phloem«, wenn es Stoffe abwärts transportiert.

Über das Xylem (von griechisch xúlon, Holz) werden vorrangig Wasser und Mineralsalze von den Wurzeln zur Baumkrone weitergeleitet, über das Phloem (von griechisch phloiós, Bast) wird der durch Fotosynthese gebildete Zucker von den Blättern zu Früchten und Wurzeln befördert.

Die Bedeutung des internen Kreislaufs wird sofort klar, wenn man sich zwei Aspekte vor Augen führt: Die Pflanze muss, erstens, einen kontinuierlichen Wassernachschub gewährleisten, weil das Wasser, das die Wurzeln aufnehmen, über die Blätter wieder verdunstet, und sie muss, zweitens, fortlaufend den durch Fotosynthese produzierten Zucker – und damit ihre wichtigste Energiequelle – vom Produktionsort, den Blättern, zu anderen Pflanzenteilen transportieren. Auch elektrische Signale fließen übrigens bequem und relativ zügig durch das komplexe Gefäßsystem. Im Gegensatz zu den eher langsamen chemischen Botenstoffen leiten sie wichtige Informationen, wie etwa über Wasserverhältnisse im Boden, postwendend weiter.

Ist Wasser knapp? Oder reichlich vorhanden? Nur wenn die Blätter rechtzeitig informiert werden, können sie sich darauf einstellen.

DIE STOMATA

Bevor wir zu einem konkreten Beispiel kommen, müssen wir noch einen Blick auf die sogenannten Stomata (von griechisch stoma, Mund, Öffnung) werfen. Die winzigen Spaltöffnungen meist an der Unterseite der Blätter ermöglichen, ähnlich wie unsere Hautporen, die Kommunikation mit der Außenwelt. Gebildet werden sie durch zwei »Schließzellen«, die sich, je nach herrschenden Wasser- und Lichtverhältnissen, schließen und öffnen.

Die Aufgabe der Stomata ist, anders als es vielleicht scheint, hochkomplex, denn sie stehen vor der gewaltigen Herausforderung, höchst widerstreitende Bedürfnisse der Pflanze gegeneinander abzuwägen. Einerseits sollen die Stomata, zumindest während der Sonnenstunden, möglichst lange geöffnet bleiben, sodass das zur Fotosynthese benötigte Kohlendioxid (CO_2) hereinströmen kann; andererseits verdunsten auf diese Weise aber große Mengen wertvolles Wasser.

Pflanzen stehen hier vor einem echten Dilemma: Sollen sie die Stomata nun öffnen und durch Fotosynthese den lebensnotwendigen Zucker produzieren, auch wenn sie dabei viel Wasser verlieren, oder lieber die Wasservorräte schonen und auf die Fotosynthese verzichten? Das Problem scheint eigentlich kaum lösbar. Die Wissenschaft versucht, den Lösungsweg der Pflanzen mit Konzepten wie »kollektive Dynamik« oder »emergente verteilte Berechnung« zu beschreiben – was im Zusammenhang mit Pflanzen zugegebenermaßen ein wenig seltsam klingt.

Stoma-Aufbau (oben): Durch die winzigen Spaltöffnungen auf der Blattoberfläche nimmt die Pflanze das Kohlendioxid auf, das sie zur Fotosynthese benötigt, und setzt Wasserdampf frei. Der Öffnungs- und Schließvorgang (unten) wird normalerweise durch die Lichtintensität reguliert.

Doch wie immer Pflanzen zu einer Lösung gelangen, eins steht fest: Sie müssen einen Kompromiss zwischen den beiden lebensnotwendigen Bedürfnissen finden, Zucker zu produzieren und ihre Wasservorräte zu schonen. Nehmen wir ein Beispiel. Kräftiger Sonnenschein ist für die Fotosynthese genauso wichtig wie für unsere Solaranlagen. Doch während Solaranlagen problemlos umso mehr Energie produzieren, je stärker die Sonne scheint, müssen Pflanzen Rücksicht auf ihre Wasservorräte nehmen. Sie schließen daher ihre Spaltöffnungen in den Mittagsstunden, wenn die Sonne am intensivsten vom Himmel strahlt – obgleich sie sich damit großer Fotosynthesechancen berauben. Doch nur so können sie sich vor dem Austrocknen schützen.

Wenn die Wurzeln einer Eiche oder eines riesigen Mammutbaums beispielsweise bemerken, dass es im Boden kein Wasser mehr gibt, müssen sie diese Information dringend an die Blätter weiterleiten. Bleiben die Stomata nämlich geöffnet, würde weiterhin Wasser verdunsten und der Baum liefe Gefahr, sehr schnell einzugehen. Es ist für den Baum also lebenswichtig, dass die Blätter zügig über das schwerwiegende Problem unterrichtet werden.

Um die Nachricht schnellstmöglich weiterzuleiten, fordert die Pflanze die Blätter zunächst über elektrische Signale auf, die Spaltöffnungen zu schließen. Gleichzeitig schickt sie aber über das Gefäßsystem auch die langsameren chemisch-hormonellen Signale los. Diese können zwar bei einem hohen Baum schon einmal mehrere Tage unterwegs sein, gewährleisten jedoch eine umfassendere Information der Blätter.

ACHTUNG, WIR VERLIEREN WASSER!

Das hydraulische System der Pflanzen erweist sich auch zur Übermittlung anderer Nachrichten als äußerst nützlich. Wir sprechen hier, wohlgemerkt, noch immer vom pflanzlichen Organismus als geschlossenem System. Wer auf einem Spaziergang schon einmal einen Zweig, ein Blatt oder eine Blüte abgerissen hat, dem ist vermutlich aufgefallen, dass an der verletzten Stelle Saft austritt. Entreißt man einer Pflanze nämlich Gewebe, reagiert sie auf die Verletzung mit einer Störung des hydraulischen Systems und signalisiert dem Organismus damit: Achtung, wir verlieren Wasser! Die dadurch alarmierte Pflanze spürt die Verletzung auf und heilt sie, indem sie Narben bildet.

Die drei internen Signalsysteme arbeiten also komplementär. Um den pflanzlichen Organismus am Leben und im Gleichgewicht zu halten, transportieren sie verschiedene Informationen über kurze und lange Distanzen. Offenkundig ähneln uns Pflanzen auch unter diesem Gesichtspunkt durchaus.

Doch aller Ähnlichkeiten zum Trotz weisen pflanzliche Kommunikationswege entschieden andere Strukturen auf als tierische. Während Tiere alle Signale über ein zentrales Gehirn verarbeiten, besitzen die modular und repetitiv aufgebauten Pflanzen zahlreiche »Datenverarbeitungszentren«, die unterschiedliche Signale verwalten.

Menschen können keine Botschaften vom Fuß an die Hand oder den Mund senden. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, müssen alle Signale zunächst im Gehirn verarbeitet werden. Pflanzen hingegen übermitteln nicht nur Nachrichten von der Baumkrone an die Wurzeln und umgekehrt, sondern auch von einer Wurzel zur nächsten oder von einem Blatt ans andere. Sie besitzen eine verteilte Intelligenz. Weil Pflanzen nicht nur über ein einziges Datenverarbeitungszentrum verfügen, müssen pflanzliche Informationen nicht stets in denselben Bahnen verlaufen, sondern können effizient und postwendend dorthin übertragen werden, wo man sie braucht.

Die Kommunikation zwischen Pflanzen

DIE PFLANZENSPRACHE

Bei unserer Beschäftigung mit den pflanzlichen Sinnen haben wir bereits gesehen, dass Pflanzen eine echte Sprache besitzen, mit der sie untereinander kommunizieren. Sie geben unzählige chemische Moleküle an Luft oder Wasser ab und übermitteln so die verschiedensten Informationen (siehe oben, S. 49 ff.).

Pflanzen kommunizieren also bevorzugt über chemische Moleküle, während der Mensch vor allem artikulierte Laute von sich gibt. Allerdings drückt sich der Mensch ebenso durch Gesten, Mimik und Körperhaltung, kurzum, durch seine Körpersprache aus – eine Fähigkeit, die er mit zahlreichen, vor allem höher entwickelten Tieren gemeinsam hat.

Und wie steht es mit den Pflanzen? Auch sie teilen sich durch Berührungen oder eine bestimmte Körperhaltung mit, die sie gegenüber Nachbarn einnehmen. Das gilt vor allem für ihre Wurzeln, aber auch für oberirdische Teile. Wenn Pflanzen etwa um die Wette wachsen, um dem Schatten zu entfliehen, nehmen sie gegenüber ihren Nachbarn unterschiedliche Haltungen ein.

Ein weiteres Beispiel für die »gestische« Kommunikation von Pflanzen ist die sogenannte »Schüchternheit der Baumkronen«, wie es der französische Botaniker Francis Hallé (geboren 1938) nennt. Manche Baumarten vermeiden es auffällig, die Baumkronen ihrer engsten Nachbarn zu berühren. Das gilt allerdings nicht für alle Arten. Viele sind keineswegs schüchtern und machen sich ungeniert in den Kronen der anderen breit. Manche Pflanzenfamilien wie Buchengewächse (Fagaceae), Kieferngewächse (Pinaceae) oder Myrtengewächse (Mirtaceae) zeigen sich jedoch äußerst reserviert und haben etwas gegen »übergriffige« Nachbarn. Blicken Sie einmal nach oben, wenn Sie bei Gelegenheit durch einen Pinienwald spazieren! Oder ist Ihnen schon aufgefallen, dass die Kronen selbst eng beieinanderstehender Pinien stets einen gewissen Abstand wahren – als wäre ihnen jede Berührung unangenehm? Warum dies geschieht und wie den Bäumen dies gelingt, ist noch ungeklärt. Das Phänomen setzt jedenfalls ein Signalsystem voraus, das die Kronen über die Anwesenheit anderer informiert und die Aufteilung von Luft und Licht so regelt, dass sich niemand gestört fühlt.

PFLANZEN ERKENNEN VERWANDTE

Pflanzen interagieren auf mehreren Ebenen und offenbaren dabei, wie Tiere, unterschiedliche Charaktere. Könnte man also sagen, dass es kämpferische, aggressive, kooperative oder schüchterne Pflanzenarten gibt? Selbstverständlich. Doch das ist noch nicht alles. Pflanzen verhalten sich auch in anderer Hinsicht wie Tiere. Was nicht verwundert, weil im Grunde alle Lebewesen dieselben Ziele verfolgen und daher aller Wahrscheinlichkeit nach auch ähnliche Mittel wählen, um diese zu erreichen. Doch wenngleich es zwischen tierischen und pflanzlichen Verhaltensweisen manche Ähnlichkeiten geben mag, kann man einen Bereich ja wohl von vornherein ausschließen, den der familiären Beziehungen, oder? Pflanzen haben schließlich keine Familie oder vergleichbare enge Bande. Oder etwa doch?

Wir gehen normalerweise nicht davon aus, dass Pflanzen verwandtschaftliche oder familiäre Beziehungen pflegen, weil wir glauben, dass dies allein höher entwickelten Tieren oder dem Menschen vorbehalten sei. Doch Pflanzen können nicht nur zweifellos Verwandte erkennen, sie sind ihnen auch überaus freundlich gesonnen. Erstaunt? Eigentlich gibt es keinen Grund dafür.

Bevor wir uns in das Thema vertiefen, sollten wir allerdings noch klären, welchen Sinn es hat, Verwandte zu erkennen. Die Frage drängt sich geradezu auf, weil in der Natur alles seine guten Gründe hat – mit Sicherheit auch, dass man die liebe Verwandtschaft erkennt.

Wer Individuen identifizieren kann, mit denen er besonders viele genetische Merkmale teilt, profitiert in puncto Evolution, Ökologie und Verhalten. Er kann beispielsweise sein Revier besser organisieren und muss nicht unnütz Ressourcen in Kämpfen mit Familienangehörigen verschwenden. Er kann vermeiden, sich mit engen Verwandten zu paaren, und profitiert vor allem indirekt vom Erfolg aller anderen mit ähnlichem Erbgut.

Dazu muss man sich bloß vor Augen führen, dass das eigentliche Ziel allen Lebens die Verteidigung des eigenen Erbguts ist, das heißt, der eigenen, aber auch der genetischen Eigenschaften von engen Blutsverwandten wie Eltern, Geschwistern und Kindern. Jede Konkurrenz mit engen Blutsverwandten ist nichts als Energieverschwendung. Um das eigene Erbgut an die nächste Generation weiterzugeben, hält man besser zusammen und überwindet Widrigkeiten gemeinsam. Man profitiert also zweifellos, wenn man die Verwandtschaft erkennt. Doch können Pflanzen ihr Verhalten überhaupt am Verwandtschaftsgrad ausrichten?

Tiere stützen sich auf das Sehvermögen, das Gehör, den Geruchssinn und manchmal sogar den Geschmackssinn, um Verwandte zu identifizieren. Pflanzen hingegen tauschen dazu hauptsächlich chemische Signale aus, die von den Wurzeln und höchstwahrscheinlich auch den Blättern – endgültige Forschungsergebnisse dafür fehlen noch – ausgesendet werden.

Pflanzen sind sesshafte Wesen – wie wir mehrfach festgestellt haben. Und wir können es nicht oft genug wiederholen, weil hier der alles entscheidende Unterschied zu den Tieren liegt. Pflanzen bleiben gezwungenermaßen dort, wo sie zuerst das Licht der Welt erblickt haben, und müssen ihr Revier darum noch entschiedener verteidigen als Tiere. Dabei sind Pflanzen echte Kämpfernaturen! Das leuchtet auch sofort ein, wenn man bedenkt, dass ein Tier einfach weggehen und anderswo leben kann, wenn es den Kürzeren zieht, eine Pflanze aber nicht. Ihr bleibt nichts anderes übrig, als das Revier mit anderen zu teilen, die unter Umständen nur Zentimeter entfernt leben. Was allerdings nicht heißt, dass sie deren Anwesenheit generell akzeptiert. Ganz im Gegenteil. Pflanzen kämpfen ununterbrochen um ihren Lebensraum und verteidigen ihn entschieden gegenüber Eindringlingen.

Pflanzen investieren zum Schutz ihres Reviers sehr viel Energie in die Entwicklung ihrer unterirdischen Teile: Sie bringen zahlreiche Wurzeln hervor, mit denen sie in militärischer Manier Boden besetzen und gegenüber Nachbarpflanzen verteidigen. Doch nicht in jedem Fall. Gehören die Nachbarn nämlich zur Familie, sind also Verwandtschaft, kennen Pflanzen keine Konkurrenz. Die Wurzeln beschränken sich dann auf das Notwendigste und ermöglichen so eine bessere Entwicklung der oberirdischen Pflanzenteile.

Entdeckt wurde das Verwandtschaftsverhalten von Pflanzen 2007 durch eine ebenso einfache wie aussagekräftige Versuchsreihe. Man ließ in einem Topf dreißig Samen einer Mutterpflanze, in einem anderen dreißig nicht verwandte Samen keimen. Dabei stellte man fest, dass die Jungpflanzen evolutionäre Mechanismen zeigten, die man bislang Tieren vorbehalten glaubte. Die dreißig nicht verwandten Samen verhielten sich wie erwartet, das heißt, sie entwickelten möglichst zahlreiche Wurzeln, um ihr Revier zu besetzen und ihre Nährstoff- und Wasserversorgung zu Lasten der Nachbarn zu sichern. Die dreißig Geschwister-Pflanzen, die ebenfalls auf engstem Raum zusammenlebten, entwickelten dagegen wesentlich weniger Wurzeln, dafür aber umso mehr oberirdische Pflanzenteile. Sie zeigten offensichtlich kein Konkurrenzverhalten, weil sie genetisch eng verwandt waren. Die bahnbrechende Entdeckung widerlegt die herkömmliche Überzeugung, dass Pflanzen allein über stereotype, repetitive Verhaltensweisen (Nachbarpflanze = Revierverteidigung) verfügen. Pflanzen nehmen vielmehr zunächst eine komplexe Einschätzung der Lage vor und berücksichtigen dabei verschiedene Faktoren, unter anderem den Verwandtschaftsgrad. Sie »schauen« sich ihr Gegenüber also genau an, bevor sie zu Angriff oder Verteidigung übergehen, und entscheiden sich für ein kooperatives Verhalten, wenn sie genetische Ähnlichkeiten erkennen.

EGOISMUS ODER ALTRUISMUS: WAS IST VORTEILHAFTER?

Welches Verhalten unter Evolutionsgesichtspunkten erfolgversprechender ist, ein »egoistisches« oder ein »altruistisches«, ist bis heute ungeklärt. Simulationen und Modelle gibt es zuhauf – auch wenn lange niemand auf die Idee kam, sie auf Pflanzen anzuwenden. Dass Pflanzen altruistische Verhaltensweisen zeigen, ist eine neue, bahnbrechende Erkenntnis, die eigentlich nur zwei mögliche und gleichermaßen revolutionäre Schlüsse zulässt. Entweder sind Pflanzen altruistisch, weil sie wesentlich höher entwickelt sind als bisher angenommen, oder Altruismus und Kooperation finden sich schon bei einfachen Lebensformen, deren Daseinskampf bisher angeblich nur einen Sieger kannte: den Stärkeren. Doch wie man es dreht und wendet: Die pflanzliche Kommunikation mithilfe der Wurzeln hätte so oder so ein konkretes evolutionäres Ziel, nämlich zwischen Familie und Fremden, zwischen Freund und Feind zu unterscheiden.

Doch kehren wir zu den Wurzeln zurück – die im Übrigen über besondere Fähigkeiten verfügen, wie wir im nächsten Kapitel sehen werden. Wurzeln kommunizieren offensichtlich nicht nur mit Pflanzen, sondern mit allen Organismen in der sogenannten »Rhizosphäre« (von griechisch rhíza, Wurzel, und spháira, Sphäre), das heißt, in dem sie umgebenden Erdreich, das die unterschiedlichsten Lebensformen beherbergt. Das Erdreich ist nämlich, anders als viele meinen, kein langweiliges Substrat, sondern höchst lebendig und dicht bevölkert. Mikroorganismen, Bakterien, Pilze und Insekten leben dort in einer ökologischen Nische, deren Gleichgewicht durch die Kommunikation und Kooperation mit den Pflanzen gewährleistet wird.

Häufig finden wir beispielsweise Mykorrhizen (vom griechischen mýkes, Pilz, und rhíza, Wurzel): Symbiosen zwischen dem unterirdischen Teil der Waldpilze, die wir so gern sammeln und verspeisen, und den Wurzeln verschiedener Pflanzen. Manche Pilze legen sich wie ein Mantel um die Pflanze und dringen bis in ihre Zellen vor. Solche Symbiosen nennt man »mutualistisch«, weil beide Partner profitieren. Der Pilz liefert den Wurzeln Mineralstoffe wie Phosphor, das im Boden stets Mangelware ist, und erhält im Gegenzug den durch Fotosynthese produzierten hochenergetischen Zucker.

Doch so wie andere Beziehungen hält auch diese manch böse Überraschung bereit. Nicht alle Pilze verfolgen nämlich friedliche Absichten. Einige sind hochpathogen: Sie wollen die Wurzel angreifen, ihre Nährstoffe aussaugen und sie vernichten. Die Pflanze muss also zunächst erkennen, welche Art von Pilz sich ihr da nähern will, und ihr Verhalten dann darauf abstimmen. Doch wie kann sie Freund und Feind unterscheiden? Sie zieht ganz einfach ihre eigenen Schlüsse – und zwar aus einem chemischen Dialog, bei dem Pilz und Wurzel kontinuierlich Signale austauschen und ihre Absichten deutlich machen. Merkt sie, dass ihr der Pilz feindlich gesinnt ist, erklärt sie ihm den Krieg, kommt sie aber zu dem Schluss, dass es sich um einen Mykorrhizapilz mit lauteren Absichten handelt, lässt sie sich auf die für beide überaus vorteilhafte Symbiose ein.

EINE BAKTERIE ALS FREUND

Auch die raffinierte Symbiose zwischen Hülsenfrüchtlern und stickstofffixierenden Bakterien beruht auf pflanzlicher Kommunikation. Die Mikroorganismen besitzen dabei eine rare, aber äußerst nützliche Fähigkeit: Sie können Luftstickstoff fixieren, indem sie die starke Bindung zwischen den beiden Atomen des Stickstoffmoleküls (N2) spalten und den molekularen Stickstoff in Ammoniak oder Ammonium umwandeln.

Stickstoff bestimmt ganz wesentlich, wie fruchtbar ein Boden ist – darum beruhen zahlreiche Dünger auf Stickstoffverbindungen. Doch obgleich die Luft, die wir atmen, zu achtzig Prozent aus molekularem Stickstoff besteht, können Pflanzen und andere Lebewesen den chemisch inerten Stickstoff nicht nutzen. Nur wenigen Mikroorganismen, wie eben den stickstofffixierenden Bakterien, gelingt es, den Luftstickstoff in stickstoffhaltige Verbindungen wie Ammoniak umzuwandeln. Sie machen ihn damit für Pflanzen verwertbar und erweisen sich als die wahren Düngemeister der Natur. Die Bakterien wiederum finden in der Wurzelumgebung ideale Wachstumsbedingungen und Zucker in Hülle und Fülle. Wir begegnen hier also erneut einer für beide Seiten überaus befriedigenden Beziehung, die auf Kommunikation und gegenseitiger Akzeptanz beruht. Allerdings heißen Pflanzen nicht jeden willkommen. Ganz im Gegenteil! Kommen ihnen pathogene Bakterien zu nahe, von denen es unzählige gibt, errichten sie unüberwindbare Barrieren. Um von den Pflanzen wohlwollend empfangen zu werden, müssen die stickstofffixierenden Bakterien in einen langen, komplexen chemischen Dialog mit den Wurzeln eintreten, bei dem sie zunächst unweigerlich ein passwortähnliches Signal aussenden, den NOD-Faktor (Nodulations- oder Knöllchenbildungsfaktor). Wenn die Pflanze ihn akzeptiert hat, ist der erste Annäherungsschritt getan.

Die beschriebenen Symbiosen beruhen auf einer regen Kommunikation zwischen Symbiont und Wirt – wie man die Partner, in unserem Fall Bakterium und Hülsenfrüchtler, nennt. Sie wären allerdings nicht möglich, wenn das Leben auf unserer Erde nicht auf eine lange Tradition kollaborativen Verhaltens zurückblicken könnte. Symbiosen lassen sich nämlich nicht nur in der Pflanzenwelt oder bei niederen Organismen beobachten. Manche Symbiosen sind sogar so stabil und grundlegend, dass unser Leben darauf basiert. Ein Beispiel: Mitochondrien sind die Energiekraftwerke unserer Zellen – besser gesagt, aller tierischen und pflanzlichen Zellen; ohne diese Organellen sind höhere Lebensformen gar nicht denkbar. Laut neuerer Studien sind die Mitochondrien aus einer Symbiose hervorgegangen: aus der Symbiose zwischen einer Zelle und einem Bakterium mit starkem Sauerstoff-Stoffwechsel, das heißt, der Fähigkeit zur Energieerzeugung. Nach Ansicht der Wissenschaftler sind Zelle und Bakterium vor langer Zeit eine für beide vorteilhafte Symbiose eingegangen, bei der das Bakterium die Energie für die Zelle produzierte und von der Zelle dafür alles Lebensnotwendige erhielt. Irgendwann haben sich die Zellen dann die Bakterien einverleibt. Zahlreiche Indizien belegen diese These. So zeigen Mitochondrien viele bakterientypische Eigenschaften: Sie besitzen eine ähnliche Membran und, wie Bakterien, eine autonome ringförmige DNA, die eine Doppelhelix bildet. Vor allem aber können sie sich durch Zweiteilung aus sich selbst vermehren, genauso wie Bakterien. Verschiedene Forschungen konnten inzwischen die grundlegende Bedeutung der ehemals symbiotischen Zellen für die Entwicklung komplexer Lebensformen zeigen.

Symbiosen sind also für alle Lebensformen, auch unser eigenes Leben, von großer Bedeutung. Gelänge es uns, sie gezielt herbeizuführen, wären die erstaunlichsten Dinge denkbar. Nehmen wir etwa die symbiotische Beziehung zwischen Pflanzen und stickstofffixierenden Bakterien. Wenn wir die Symbiose von Hülsenfrüchtlern wie Soja, Kichererbse, Linse, Erbse und Bohne auf alle Kulturpflanzen übertragen könnten, würden wir das Gesicht der Landwirtschaft für immer verändern.

Eigentlich unvorstellbar: nie mehr Stickstoffdünger, keine Verschmutzung von Böden, Grundwasser, Flüssen und Meeren mehr, ein Mittelmeer ohne Algen. Dafür wären unsere Kulturpflanzen ertragreicher, und wir könnten die Welt ernähren, ohne unseren Planeten zu verschmutzen. Es würde sich wahrlich lohnen, in diesen Traum zu investieren und die Forschungsanstrengungen in diesem Bereich zu vervielfachen. Denn ansonsten stehen wir bald vor ganz anderen Problemen.

Seit dem Zweiten Weltkrieg sind die Erträge der Agrarwirtschaft kontinuierlich gestiegen – wozu besonders die »Grüne Revolution« der Sechzigerjahre beigetragen hat. Chemische Düngemittel und neue ertragreiche, widerstandsfähige Pflanzensorten haben nicht nur die Landwirtschaft tiefgreifend verändert, sie erlaubten auch die Kultivierung bisher ungenutzter Flächen und führten jahrzehntelang zu höheren Erträgen und Produktionssteigerungen auf den Feldern. Doch nach über sechzig Jahren droht der Aufwärtstrend heute erstmals ins Stocken zu geraten. Durch den Klimawandel nehmen die kultivierbaren Flächen nicht nur nicht mehr zu, sondern sogar ab. Gleichzeitig wächst die Weltbevölkerung.

Wie sollen wir die Welt in Zukunft ernähren? Es muss zu unseren vorrangigsten Aufgaben gehören, geeignete Wege für eine zweite »Grüne Revolution« zu finden, die neue, nachhaltige und umweltverträgliche Produktivitätssteigerungen ermöglicht. Die Ausweitung der Symbiose von stickstofffixierenden Bakterien auf alle Pflanzenarten klingt in diesem Zusammenhang äußerst vielversprechend. Die pflanzliche Kommunikation könnte also sogar helfen, unsere Welt zu ernähren.

Die Kommunikation zwischen Pflanzen und Tieren

POST UND TELEKOMMUNIKATION

Die »interne Kommunikation«, wie es in der Welt der Unternehmen heißt, funktioniert in der Pflanzenwelt hervorragend. Doch wie sieht es mit der externen Kommunikation aus?

Weil Pflanzen ihren angestammten Ort nicht verlassen können, brauchen sie Hilfe, wenn sie Nachrichten und Kleinteile wie Pollen oder Samen empfangen oder verschicken möchten. Sie haben deshalb eine Art Post auf die Beine gestellt. Dabei vertrauen sie ihre Sendungen manchmal Luft oder Wasser, meistens aber Tieren an – die besonders bei heiklen Aufgaben wie Vermehrung oder Verteidigung als »Briefträger« fungieren.

Denn ernsthaft, wer würde wichtige Nachrichten schon der Flaschenpost oder Papierfliegern anvertrauen? Auf Tiere ist da mehr Verlass. Wir haben schließlich nicht umsonst jahrhundertelang Brieftauben gezüchtet, die unsere Mitteilungen persönlich entgegennehmen und direkt beim Empfänger abliefern. Doch wie können Pflanzen Insekten und andere Tiere dazu bewegen, für sie den Briefträger oder Kurier zu spielen?

Im Abschnitt Ehrliche und unehrliche Pflanzen (siehe S.110) werden wir uns noch ausführlich mit der pflanzlichen Vermehrung beschäftigen – und wie die Pflanzenwelt es schafft, dafür Tiere als Helfer zu gewinnen. Zunächst wollen wir jedoch andere Situationen betrachten, in denen Pflanzen tierische Hilfe in Anspruch nehmen. Dies tun sie insbesondere im Verteidigungsfall.

HILFE! PFLANZLICHE VERTEIDIGUNGSSYSTEME, DIE AUF KOMMUNIKATION BERUHEN

Wenn eine Pflanze bemerkt, dass sich ein Insekt auf ihr niederlässt und ihre Blätter anknabbert, setzt sie postwendend zur Verteidigung an. Freilich muss sie den Feind zur Entwicklung einer angemessenen Verteidigungsstrategie erst einmal erkennen.

Pflanzen verteidigen sich normalerweise mit chemischen Waffen, das heißt, sie produzieren spezielle Substanzen, durch die sie für den Pflanzenschädling unappetitlich, unverdaulich oder sogar giftig werden. Sie verschwenden allerdings keine unnötige Energie und produzieren die »abschreckenden« Substanzen nur in dem bedrohten Blatt und seiner direkten Umgebung – in der Hoffnung, das Insekt so von seinem Vorhaben abzubringen. Warum alle Kräfte mobilisieren, wenn es eine lokale Lösung gibt?

Pflanzliche Entscheidungen beruhen meistens auf folgender Kalkulation: Wie lässt sich ein Problem mit einem Aufwand lösen, der so klein wie möglich und so groß wie nötig ist? Diese Kalkulation und die entsprechende Strategie sind häufig von Erfolg gekrönt. In dem beschriebenen Fall wird das Insekt an ein oder zwei Blättchen kosten und sein Glück dann schnellstens woanders suchen: Das heißt Sieg auf der ganzen Linie!

Den entstandenen Schaden kann die Pflanze mühelos beheben, indem sie einfach neue Blätter sprießen lässt, und der Verlust wird sie nicht sonderlich schmerzen, weil, wie wir wissen, weder ihre Funktionstüchtigkeit noch ihr Überleben durch das Fehlen selbst beträchtlicher Teile bedroht sind. Noch hat sie auf den Angriff allerdings eher zurückhaltend, um nicht zu sagen, gutmütig reagiert.

Wenn das Insekt unbeeindruckt weiterknabbert oder sich mehrere hungrige Mäuler auf der Pflanze niederlassen, dann kann sie auch anders: Dann produziert sie in allen Blättern »abschreckende« Substanzen und alarmiert – durch flüchtige chemische Substanzen, die sie an die Luft abgibt – ihre Nachbarpflanzen, damit diese bei der Verteidigung mitziehen. Außerdem kann sie Verstärkung herbeirufen.

DER FEIND MEINES FEINDES IST MEIN FREUND

Seit vierhundert Millionen Jahren treffen Pflanzenschädlinge und Pflanzen im tagtäglichen Daseinskampf als erbitterte Feinde aufeinander – wobei die größte Gruppe der Pflanzenschädlinge zweifellos die Insekten stellen. Sie finden im Pflanzenreich nicht nur einen abwechslungsreichen Lebensraum und ökologische Nischen, sondern auch Nahrung in Hülle und Fülle. Der Interessenkonflikt zwischen Pflanzen und Insekten hat einen außergewöhnlichen Selektionsdruck erzeugt, der nicht nur die Evolution vorangetrieben, sondern auch die räumliche und zeitliche Verbreitung von Pflanzen und Insekten bestimmt hat.

Die Pflanzen entwickelten dabei verschiedene komplexe Verteidigungsstrategien, um sich gegen Angriffe und Gefahren zu wappnen. Doch auch die Insekten blieben nicht untätig und ersannen immer wieder neue, schlagkräftige Angriffspläne. Der Rüstungswettlauf zwischen Pflanzen und Insekten ist das logische Ergebnis ihrer natürlichen Feindschaft, und im Laufe der Zeit haben sich beide zwangsläufig sehr gut kennengelernt.

Ist Ihnen auf einem Salatbeutel schon einmal der Hinweis »integrierter Pflanzenschutz« aufgefallen? Er besagt, dass der Landwirt beim Pflanzenschutz auf die natürlichen Feinde von Pflanzenschädlingen gesetzt hat. Statt seine Salatfelder freigiebig mit Insektiziden zu spritzen, hat er darauf vertraut, dass die Insekten durch ihre natürlichen Feinde verjagt oder zumindest so beschäftigt werden, dass sie seinen Salat in Ruhe lassen. Der Landwirt, der bei dieser ebenso listenreichen wie schwierigen Taktik stets für eine ausgewogene Insektenpopulation auf seinen Feldern sorgen muss, handelt nach dem Motto: »Der Feind meines Feindes ist mein Freund.« Doch auch viele Pflanzen kennen offenbar diesen Grundsatz und produzieren flüchtige chemische Substanzen, mit denen sie den Feind ihres Feindes zu Hilfe rufen. Wenn er ihrer Bitte nachkommt, belohnen sie ihn – und erzielen auf diese Weise optimale Ergebnisse mit minimalem Energieaufwand.

Wenn die Limabohne, eine Bohne aus Peru, beispielsweise von der überaus gefräßigen Milbe Tetranychus urticae angegriffen wird, sondert sie eine Mixtur aus flüchtigen chemischen Substanzen ab und lockt damit eine andere, fleischfressende Milbe (Phytoseiulus persimilis) an. Die Fleischfresserin ist auf »vegetarische« Milben spezialisiert und vernichtet in kürzester Zeit die gesamte Population. Die Limabohne erkennt also nicht nur ihren Angreifer, sondern holt sogar noch dessen biologischen Feind zu Hilfe, damit er sie von der Plage befreit.

Wie viele Tiere können wohl derart komplexe Strategien einsetzen? Zahlreiche Pflanzen wie Mais, Tomate oder Tabak beherrschen diese Kunst auf jeden Fall.

DIE SACHE MIT DEM MAIS

Bisher haben wir gesehen, wie sich Pflanzen verhalten, wenn Schädlinge ihre Blätter angreifen. Doch was passiert, wenn ihre Wurzeln bedroht sind?

Darüber verrät uns der Mais einiges: Er wurde in den USA jahrelang durch einen Käfer, den Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera) dezimiert – was zu Schäden in Millionenhöhe führte. Der Käfer legt seine Eier in Wurzelnähe ab, und seine Larven vernichten die wehrlosen Jungpflanzen mit Stumpf und Stiel. Auf den ersten Blick scheint es also nicht gerade so, als wäre der Mais ein Meister der pflanzlichen Selbstverteidigung. Doch das liegt nicht an ihm!

Die alten europäischen Maissorten und der Wildmais, die sich grundlegend von unseren heutigen, durch Zuchtwahl entstandenen Sorten unterscheiden, konnten sich nämlich sehr wohl gegen den Maiswurzelbohrer verteidigen. Durch einen Selektionsprozess, der auf neue ertragreichere Sorten und große Kolben zielte, haben wir den Mais ungewollt seiner Verteidigungsfähigkeit beraubt. Die alten Maissorten haben »Caryophyllen« produziert, wenn der Maiswurzelbohrer seine Eier in Wurzelnähe ablegte, eine Substanz, die nur eine einzige Aufgabe hatte: Sie sollte winzige Fadenwürmer (Nematoden) zu Hilfe rufen, die großen Appetit auf Maiswurzelbohrer verspüren und die Pflanze so von dem Schädling befreien.

Dass wir, wenn auch unbeabsichtigt, wehrlose Maissorten herangezüchtet haben, ist uns teuer zu stehen gekommen: Der Maiswurzelbohrer hat schätzungsweise jedes Jahr weltweite Schäden von einer Milliarde Dollar verursacht und jahrzehntelang die Ernten bedroht. Um ihn zu bekämpfen, wurden enorme Beträge aufgebracht und tonnenweise Insektizide auf den Feldern verteilt. Erst die Gentechnik sollte dem Mais seine ursprüngliche Fähigkeit zurückgeben: In moderne Maissorten fügte man ein Gen ein, das Caryophyllen produzieren kann – und dem Oregano entstammt. Kurz gesagt: Der Mais erhielt seine angeborene Fähigkeit durch die Entwicklung einer transgenen Pflanze zurück.

DAS GESCHLECHTSLEBEN DER PFLANZEN

Im Leben einer Pflanze gibt es eine Zeit, wo sie ganz besonders auf Kommunikation angewiesen ist, vor allem mit Tieren: die Zeit ihrer Bestäubung. In dieser zentralen Lebensphase – eine Zeit des pflanzlichen Liebesgeplänkels, wenn man so sagen darf – entscheidet sich, ob sich eine Pflanze erfolgreich vermehrt. Natürlich ist jede Pflanze anders. Doch einige Grundprinzipien gelten für fast alle, von der Geranie bis zur Eiche. So müssen viele Pflanzen ihren Pollen (der dem männlichen Samen entspricht) für eine erfolgreiche Befruchtung von einer Blume zur anderen befördern. Doch bevor wir uns der geheimnisvollen Kommunikation zwischen Pflanze und Tier nähern, sollten wir uns zunächst anschauen, wie die Vermehrung in der Pflanzenwelt überhaupt funktioniert. Da gibt es einmal die Vermehrung durch die Autogamie (von griechisch autós, selbst, und gámos, sexuelle Vereinigung) und die Allogamie (von álios, fremd, und gámos).

Pollenkorn: Bei der pflanzlichen Vermehrung sind sie der männliche Gametophyt (männliche Samen).

Bei der Autogamie oder Selbstbefruchtung bestäubt sich die Pflanze selbst und befördert dazu den Pollen vom Staubblatt (dem männlichen Geschlechtsorgan) zum Stempel (dem weiblichen Geschlechtsorgan) ein und derselben Blüte. Bei der Allogamie oder Fremdbefruchtung hingegen muss der Pollen vom Staubbeutel, dem vorderen Teil des männlichen Geschlechtsorgans, zur weiblichen Blütennarbe einer anderen Pflanze, aber natürlich derselben Art, gelangen. Dies bezeichnet man auch als »Kreuzbestäubung«.

Weiterhin unterscheidet man Pflanzen danach, wo sich ihre Geschlechtsorgane befinden. Grob gesprochen, gibt es drei Gruppen: hermaphroditische, diözische und monözische Pflanzen. Die erste und bei Weitem größte Gruppe stellen die Hermaphroditen, also Zwitter, deren Blüten mit männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen ausgestattet sind. Theoretisch könnte sich also jede ihrer Blüten – in Autogamie – selbst bestäuben. Die überaus vorteilhafte Selbstbefruchtung wird von zahlreichen Pflanzen auch praktiziert, besonders von Süßgräsern wie Weizen und Reis. Diese Pflanzen sind zudem, wie Orchideen, Veilchen, fleischfressende Pflanzen und wenige andere, kleistogam (von kleistós, geschlossen, und gámos), das heißt, sie bestäuben sich selbst, bevor sich ihre Blüte überhaupt geöffnet hat.

Theoretisch wäre die Selbstbestäubung also bei allen hermaphroditischen Pflanzen möglich, in der Praxis wird sie allerdings durch verschiedene physische und chemische Schranken verhindert und ist äußerst selten. Warum das, wenn sie doch so vorteilhaft ist?

Der Grund wird sofort klar, wenn wir an die Zeugung von Nachkommen unter engen Verwandten in der Tierwelt denken, die der Selbstbestäubung entspricht: Auf diese Weise entstehen keine neuen genetischen Kombinationen. Pflanzen verhindern die Selbstbestäubung deshalb durch verschiedene Mechanismen, etwa indem männliche und weibliche Geschlechtsorgane zu unterschiedlichen Zeitpunkten heranreifen.

Die diözischen (von dís, zweifach, und oikía, Haus) oder zweihäusigen Pflanzen stellen eine weitere Gruppe dar. Bei ihnen wachsen männliche und weibliche Blüten an jeweils unterschiedlichen Individuen. Es gibt also »männliche« und »weibliche« Pflanzen. Dies gilt beispielsweise für den Ginkgo biloba, eine uralte Baumart, geradezu ein lebendes Fossil, aber ebenso für Lorbeer, Mäusedorn, Eibe, Brennnessel, Stechpalme oder Hanf.

Eine dritte Gruppe bilden die monözischen (von mónos, eins, und oikía) oder einhäusigen Pflanzen wie Eiche oder Kastanie, bei denen ein und dasselbe Exemplar jeweils männliche und weibliche Blüten hervorbringt.

Doch unabhängig von der Gruppe, zu der eine Pflanze gehört, ist sie zur Blütezeit auf vertrauenswürdige Kuriere angewiesen, die den Pollen von einer Blüte zum Stempel einer anderen bringen. Jede Art hat dabei ihre eigenen Methoden. Manche vertrauen auf den Wind, andere auf Tiere. Erstere, die sogenannten anemophilen Pflanzen (von griechisch ánemos, Wind, und phílos, Freund), müssen zwar keine Tiere für sich gewinnen, haben dafür aber andere Probleme, weil ihr Kurier nämlich ausgesprochen wahllos vorgeht. Der Wind verschickt seine Fracht, wohin es ihm beliebt, ob der Pollen nun auf einer anderen Pflanze, einem Auto, dem Boden oder sonst wo zu liegen kommt. Damit der Pollen mit großer Wahrscheinlichkeit dort landet, wo er hin soll, bringen anemophile Pflanzen zahllose Blüten hervor und entlassen unzählige Pollen in die Luft – die im Frühjahr schreckliche Allergien auslösen. Energetisch betrachtet, ist diese Methode offenkundig wenig effektiv und wird denn auch vorwiegend von alten Pflanzenarten wie Nacktsamern (Gymnospermae – von griechisch gumnós, nackt, und sperma) eingesetzt – die so heißen, weil kein Fruchtknoten ihre Samenanlagen schützt. Auch unter den neueren Bedecktsamern (Angiospermae) gibt es zwar Arten wie die Olive, die sich den Wind zunutze machen, doch die meisten modernen Pflanzen wählen Tiere als Kuriere, weil sie den Pollen wesentlich zielgerichteter entgegennehmen und abliefern.

Die pflanzlichen Geschlechtsorgane:
Bei hermaphroditischen Pflanzen wie der Lilie (oben links) bilden sich männliche und weibliche Organe an derselben Blüte, bei monözischen (einhäusigen) Pflanzen wie der Eiche (oben rechts und Mitte) dagegen separat an derselben Pflanze. Bei diözischen (zweihäusigen) Arten wie Hanf (unten) wachsen die männlichen und weiblichen Blüten an verschiedenen Pflanzen.

Bei der Bestäubung machen sich vor allem die Insekten nützlich? – im Dienst der sogenannten »entomophilen Pflanzen« (von éntomon, Insekt, und phílos). Allerdings sind sie keineswegs die Einzigen, die den heiklen Transportauftrag übernehmen. Es gibt auch »zoophile« Pflanzen, die durch andere Tiere (griechisch zóa) bestäubt werden, ornithophile Pflanzen, bei denen die Bestäubung durch Vögel (griechisch ornítes) wie Kolibri oder Papagei erfolgt, und sogar chiropterophile Arten, bei denen Fledermäuse (griechisch Cheiropterói) den Kurier spielen. Fledermäuse? Das verwundert. Doch sie werden von vielen amerikanischen Wüstenkakteen wie dem berühmten Joshua Tree als Pollenträger eingesetzt. Kürzlich wurde sogar eine ursprünglich kubanische Kletterpflanze, Marcgravia evenia, beschrieben, deren Blätter wie Satellitenschüsseln geformt sind und offensichtlich einzig dazu dienen, die Blüten für die Echoortung der Fledermäuse hörbar zu machen. Klingt seltsam, leuchtet aber ein: Da die Pflanze als Pollenträger nun einmal halb blinde Tiere gewählt hat, muss sie sie auf andere Weise anlocken.

Andere zoophile Pflanzen setzen auf Reptilien (verschiedene Pandanus-Arten etwa auf Geckos), Beuteltiere oder sogar Primaten. Als Pollenkuriere haben Pflanzen offensichtlich die verschiedensten Tiere dienstverpflichtet.

DER GRÖSSTE MARKT DER WELT

Wir müssen uns die Bestäubung als einen riesigen Markt vorstellen. Das klingt im ersten Moment vielleicht befremdlich, trifft es aber ziemlich genau: Es gibt Käufer (Insekten), Waren (Pollen und Nektar), Verkäufer (Pflanzen) und – last but not least – Werbebotschaften (Farben und Düfte der Blüten).

Wie in der Tierwelt auch, tut in der Pflanzenwelt niemand etwas umsonst, und darum findet auf dem großen Bestäubungs-»Markt« ein reger Handel statt: Ware gegen Leistung und umgekehrt. Wer eine Ware oder eine Leistung nachfragt, muss zahlen. Die Insekten zahlen mit ihrer Arbeitskraft, die Pflanzen mit einer einmaligen Währung: dem Nektar. Auf diese zuckerhaltige, hochenergetische Substanz verspüren Insekten geradezu Heißhunger. Es kann als gesichert gelten, dass Pflanzen ihren Nektar einzig als Zahlungsmittel für die Pollenkuriere produzieren.

Kaktus: Die Pflanzen sind an heißes, trockenes Klima angepasst. Ihre Blüten öffnen sich daher nur nachts. Zur Bestäubung bedienen sich viele Kakteen der Fledermäuse.

Vereinfachend kann man sagen: Wenn sich ein Tier, ob Eidechse, Fledermaus oder Biene, einer Blüte nähert und ihren Nektar frisst oder sammelt, nimmt es ungewollt Pollen auf und transportiert ihn später zur nächsten Blüte – allerdings nicht zu irgendeiner, sondern zu einer Blüte der Art, mit deren Pollen es beladen ist. Apfel und Veilchen lassen sich nämlich ebenso wenig kreuzen wie Hamster und Nilpferd. Und würde das Tier den Pollen bei einer anderen Blüte abladen, wäre alle Mühe vergebens gewesen. Doch was bringt das Tier dazu, weitere Blüten derselben Art aufzusuchen? Wieso bleibt es der Art treu? Das bleibt sein Geheimnis. Insekten wählen nicht den bequemen Weg, sammeln irgendeinen Nektar ein und steuern die nächstbeste Pflanze an, sondern sie bleiben einen Tag lang der Art treu, die sie am Morgen besucht haben. Das bemerkenswerte Verhalten, mit dem die Bestäubung und somit die Vermehrung der Pflanzen steht und fällt, nennen Insektenforscher Blütentreue auf dem »Sammelflug«. Das Phänomen wurde von der Forschung bisher vollkommen unterschätzt, und bis heute gibt es keine überzeugende Erklärung dafür. Botaniker und Insektenforscher wissen, dass Bienen den lieben langen Tag Blüten der Art besuchen, die sie am Morgen als Erstes beehrt haben, bieten dafür aber seltsamerweise keine plausible Erklärung. Die wenigen, lückenhaften Theorien, die es gibt, nennen für die Blütentreue der Insekten im Wesentlichen praktische Gründe. Dabei ist das Verhalten der Insekten doch offenbar alles andere als praktisch.

Aus Sicht der Pflanze betrachtet, ist das Verhalten allerdings absolut notwendig. Würden die Blütenpollen ihr Ziel verfehlen, bräuchten Pflanzen gar keinen Nektar produzieren.

Diese einfache Überlegung legt den Schluss nahe, dass die Blütentreue auf dem Sammelflug von den Pflanzen eingefordert wird. Wie sie das bewerkstelligen, ist allerdings noch zu klären.

EHRLICHE UND UNEHRLICHE PFLANZEN

Auf den ersten Blick scheint die Bestäubung, von gewissen Geheimnissen abgesehen, ein ehrliches, offenes Geschäft zu sein. Wer den Pollen weiterträgt, erhält zur Belohnung den Nektar. Doch wie überall, kann auch hier einiges schiefgehen. Auf jedem Markt gibt es schließlich ehrliche und unehrliche Marktteilnehmer. Manche informieren ihre Kaufinteressenten zuverlässig, andere nehmen es mit der Ehrlichkeit nicht so genau. Pflanzen bilden da keine Ausnahme. Einige verhalten sich sehr tugendhaft und loyal, andere aber tarnen sich, lügen und betrügen und nehmen ihre tierischen Helfer sogar gefangen. Und dann gibt es noch welche, die schrecken wirklich vor gar nichts zurück, um zu kriegen, was sie wollen.

Nehmen wir die Lupine. Dieser Hülsenfrüchtler produziert unzählige Blüten, hat aber ein Problem: Wie kann er verhindern, dass Bienen immer wieder dieselbe Blüte besuchen? Die fleißige Helferin, die die Blüte zum ersten Mal besucht, sammelt den Nektar und belädt sich vorschriftsmäßig mit Pollen, doch wenn sie oder eine andere Biene die Blüte nochmals besuchen würde, wäre das reine Verschwendung: Schon beim zweiten Besuch gibt es weder Pollen noch Nektar. Die Lupine vermeidet diese Energieverschwendung, bei der etliche Blüten womöglich unbestäubt bleiben würden, durch eine ehrliche, effektive Strategie: Sie verändert die Farbe der Blüten. Nach einem Bienenbesuch färbt sie die Blütenblätter blau. Sie teilt den Insekten also mit, dass der Nektar zur Neige gegangen ist und sie sich besser an andere Blüten halten. Sie verhält sich absolut korrekt und sorgt gleichzeitig für eine optimale Bestäubung.

Doch wie gesagt, auch bei Pflanzen gibt es solche und solche. Während sich die Lupine gegenüber ihren tierischen Partnern wirklich einwandfrei verhält, sind andere bei der Verfolgung ihrer Ziele wenig zimperlich. Die bekanntesten Exemplare dieser Art sind wohl die Orchideen. Schätzungsweise ein Drittel aller Orchideenarten wählt Bestäubungsstrategien, die in unseren Augen wohl als dreister Betrug gelten müssen. Orchideen täuschen ihre Insektenpartner auf hinterhältige Weise: Sie nötigen sie nicht nur, den Pollenkurier zu spielen, sondern enthalten ihnen auch noch die Belohnung vor. Freilich darf man an die Natur eigentlich keine moralischen Maßstäbe anlegen, doch wie es den Orchideen gelingt, die Insekten an der Nase herumzuführen, ist wirklich hochinteressant. Kaum ein Lebewesen besitzt ein derartiges Talent zur Mimikry wie sie. Normalerweise denken wir bei Mimikry und Mimese an Tiere wie Chamäleon oder Wandelndes Blatt, doch ihre Tarnfähigkeit ist gegen die von Orchideen wie Ophrys apifera rein gar nichts.

Die Blüten der Bienen-Ragwurz imitieren beispielsweise perfekt die Form von Solitärbienen – also nicht staatenbildender Bienen. Und es geht noch weiter. Sie ahmen nämlich nicht nur die Form, sondern auch die Gewebebeschaffenheit und flaumige Körperoberfläche der Biene und sogar ihren Lockduft nach – und sondern dazu dieselben Pheromone ab wie die Biene vor der Paarung. Die Orchidee verführt die Drohne, die männliche Biene, also durch dreifache Mimikry: Sie täuscht erstens ihren Sehsinn durch Form und Farbe, zweitens ihren Tastsinn durch eine flaumige Oberfläche und drittens ihren Geruchssinn durch Lockdüfte. Bei so viel Täuschung muss die Drohne geradezu in die Falle gehen. Sie verfällt den Verführungskünsten der Blüte bedingungslos und paart sich sogar mit ihr.

Und die Tarnung übertrifft noch die Realität. Wenn die Ragwurzen blühen, paart sich manche Drohne lieber mit Blüten als mit einer Biene aus Fleisch und Blut. Bei der vermeintlichen Paarung löst sie allerdings nur einen Schleudermechanismus aus, der ihren Kopf mit Pollinien, den Pollenmassen, verklebt – und von denen sie sich kaum mehr befreien kann. Also bestäubt sie, ob sie will oder nicht, die Blüten, die sie als Nächstes besucht. Es ist wohl keine Frage, wer von beiden, Tier oder Pflanze, in dieser Beziehung der dominante Partner ist.

GELD STINKT NICHT (ODER DOCH?)

Orchideen haben ihre Täuschungsmanöver so weit perfektioniert, dass man sie wohl zu Recht raffinierte Betrüger nennen darf. Doch auch viele andere Pflanzen schrecken nicht vor kleinen und größeren Mogeleien zurück – ohne freilich je das Perfektionsniveau von Orchideen zu erreichen. Etwa der Aronstab Arum palaestinum: Der nahöstliche Bruder von Arum maculatum – der auch in deutschen Laubwäldern wächst – lockt auf höchst interessante Weise Drosophila, die gemeine Fruchtfliege, an. Er produziert nämlich den penetranten Geruch nach faulendem Obst – und diesem »Wohlgeruch« kann die Fruchtfliege einfach nicht widerstehen. Stürzt sich die betörte Fliege dann aber frohgemut in den Blütenstand, schließt sich dieser über ihr und hält sie meistens eine ganze Nacht lang gefangen.

Bei ihren verzweifelten Befreiungsversuchen fliegt, läuft und windet sich die Fliege in ihrem Gefängnis und ist schon bald über und über mit Pollen bedeckt. Wenn sich die Blüte schließlich wieder öffnet, flieht sie, so schnell sie kann, kommt allerdings meistens nicht weit, weil sie sich erneut von dem unwiderstehlichen Duft gärender Früchte verführen lässt: Unsere Heldin fliegt alsbald in den nächstbesten Aronstab, der sie wiederum gefangen setzt und den an ihr haftenden Pollen zur Bestäubung nutzt. Der Aronstab hat also geschwindelt und erreicht, was er wollte: Er wurde bestäubt. Die Fruchtfliege hingegen hat ihre Aufgabe als Pollenkurierin brav erfüllt, die verdiente Belohnung bleibt ihr aber versagt. Doch die Natur kennt noch zahlreiche weitere Beispiele, bei denen Insekten durch betrügerische Duftstoffe verführt werden.

Ein überaus interessantes und beeindruckendes Verhalten zeigt etwa ein anderer Aronstab, die Titanwurz (Arum titanum – Amorphophallus titanum). Weil sie weltweit den größten Blütenstand hervorbringt, ist sie zum botanischen Superstar avanciert und lockt zur Blütezeit Besucherscharen in die botanischen Gärten. Sie hat sich einen äußerst erfolgreichen, aber nicht sehr attraktiven Pollenkurier ausgesucht: den Aaskäfer. Um ihn sich geneigt zu machen, produziert sie einen erschreckend perfekten Verwesungsgeruch.

Pflanzen verfügen zweifellos über große manipulatorische Fähigkeiten. Wer wollte daran noch zweifeln? Wenn wir die Welt allerdings einmal mit ihren Augen betrachten und uns fragen, welches Tier wohl der wirkmächtigste Pollenkurier ist, dann muss die ehrliche Antwort lauten: zweifellos der Mensch. Er sorgt dafür, dass sich die einen Pflanzenarten erfolgreicher vermehren und verbreiten als die anderen.

Aus Sicht der Pflanzen könnte es sich also durchaus lohnen, diesen seltsamen Zweibeiner als Freund zu gewinnen und seine Dienste in Anspruch zu nehmen. Wieso sind wir überhaupt so felsenfest davon überzeugt, dass ihre manipulatorischen Fähigkeiten nicht auch auf uns zielen und Blüten, Früchte, Düfte, Geschmacksnoten, Aromen und Farben nicht uns gefallen sollen? Könnte es nicht sein, dass sie vor allem uns beeindrucken wollen, damit wir sie als Gegenleistung weltweit verbreiten, sie hegen, pflegen und schützen? Wäre es nicht möglich, dass sie für uns ihren Duft, ihre wunderbaren Formen und Farben hervorbringen, die schon so viele Künstler inspiriert haben und mit denen sie uns erfreuen? Schließlich tut niemand etwas umsonst, und manche Arten können sich wirklich keinen besseren Verbündeten wünschen als uns.

EIN VERTRIEBSSYSTEM BESONDERER ART

Die pflanzliche Vermehrung, besonders die Beförderung der Samen, bietet uns zahlreiche weitere Beispiele für die Kommunikation zwischen Pflanzen und Tieren. Bildung und Verbreitung der Samen, die bekanntlich den Embryo der Nachkommen enthalten, stellen den letzten entscheidenden Schritt in der pflanzlichen Vermehrung dar und sind für jede Pflanze aus mindestens zwei Gründen bedeutsam. Erstens stellt eine möglichst großflächige Verbreitung der Art ein grundlegendes Lebensprinzip dar, und zweitens verhindert der räumliche Abstand zwischen Jungpflanzen und Mutterpflanze, dass die Nährstoffe in dem beengten »Familien«-Revier knapp werden und der Fortbestand der Sippe irgendwann nicht mehr gewährleistet ist. Pflanzen haben deshalb verschiedene Strategien entwickelt, um ihre Samen in der Welt zu verbreiten. Sie vertrauen ihn dem Wind an – wie die berühmte »Pusteblume« (Löwenzahn). Wohl jeder hat ihre Samen schon einmal aus Spaß weggepustet und so in der Umgegend verteilt. In der Pusteblume begegnen wir übrigens einem wunderbaren Beispiel höchster Ingenieurskunst: Schon beim kleinsten Windstoß fliegen ihre winzigen Samen davon und werden manchmal kilometerweit fortgetragen; ebenso wie der geringste Windhauch den einflügeligen Samen der Linde verweht. Aber uns interessieren momentan Pflanzen, die sich tierischer Samenkuriere bedienen.

Es gibt unzählige Tierarten, die »Handels«-Beziehungen mit der Pflanzenwelt pflegen: Vögel und Fische, Mäuse und Ameisen und viele, auch große Säugetiere. Ihre Kommunikationswege können wir allerdings nur verstehen, wenn wir uns auch die Früchte der Pflanzen anschauen. Mithilfe der Früchte bewegen Pflanzen Tiere dazu, ihren Samen zu befördern – so wie sie mit dem Nektar ihre Bestäuber anlocken. Ob Äpfel oder Kokosnüsse, Kirschen oder Aprikosen – das schmackhafte, zuckerhaltige Fruchtfleisch soll nicht nur den reifenden Samen schützen, sondern auch die Kuriere für ihre Beförderungsleistung entlohnen.

DIE FRUCHT: »GESCHENK« FÜR DIE KURIERE

Alle Früchte, und nicht nur die für uns genießbaren, haben die Aufgabe, den Samen zu schützen und Tiere anzulocken. Wer sich an der Frucht labt, verschlingt meistens auch den Samen, verdaut ihn, transportiert ihn weiter und scheidet ihn in einiger Entfernung wieder aus. Die Samen werden auf diese Weise äußert effektiv verbreitet.

In Ländern mit mildem Klima und in tropischen Regionen zählen Vögel zu den häufigsten Samenkurieren der Pflanzen. Nehmen wir etwa den Kirschbaum. Er bringt strahlend weiße Blüten hervor? – für Bienen wie geschaffen, weil ihnen das leuchtende Weiß den Weg zur Blüte weist. Dagegen können Bienen kein Rot sehen. Die roten Kirschen sollen denn auch nicht sie, sondern Vögel anziehen. Die rote Farbe leuchtet weithin zwischen den Blättern hervor und ist für Vögel selbst im Flug gut erkennbar.

Beispiele für Anemophilie: Die Samen der windblütigen Pflanzen können »fliegen«. Anemophile Pflanzen haben verschiedene Flugapparate entwickelt, um eine effektive Verbreitung ihrer Samen zu gewährleisten. Es gibt Fallschirme wie bei der »Pusteblume« (oben), Segel wie beim Ahorn (unten links) oder einflügelige Propeller wie bei der Linde (unten rechts).

Ist der Vogel von der Farbe einmal angelockt, wird er die Kirsche samt Kern fressen, irgendwann weiterfliegen und den Kern irgendwo mit seinem Kot – übrigens ein optimaler Dünger – ausscheiden. Von dem hocheffizienten Vertriebssystem profitiert nicht nur die Pflanze, weil ihr Samen in großer Entfernung niederfällt, sondern auch das Tier, weil es leckere Nahrung findet. Aber es gibt noch etwas zu bedenken. Die Kirsche wird nämlich erst rot, wenn der Samen reif ist. Bis dahin ist sie grün und unter dem grünen Laub für den Vogel quasi unsichtbar.

Unreife Früchte enthalten außerdem toxische, bittere oder andere unangenehme chemische Substanzen, mit denen die Pflanze verhindert, dass sich gefräßige Tiere über ihre unreifen Samen hermachen. Manchmal gelingt ihr das allerdings nur durch den Einsatz hochgradig toxischer Moleküle. So bringt die Akee (Blighia sapida), eine aus Afrika stammende und heute auch in der Karibik beheimatete Pflanze, überaus schmackhafte Früchte hervor, die in vielen zentralamerikanischen Ländern auch verzehrt werden. Sie sind allerdings erst als wirklich reife Frucht genießbar. Zuvor enthalten sie so viel Hypoglycin, dass ihr Genuss zu schweren Vergiftungserscheinungen führt: Koma, Krämpfen, Delirium, toxischer Hepatitis, akuter Austrocknung und Schockzuständen. Jedes Jahr sterben im Schnitt zwanzig Menschen, weil sie die unreifen Früchte der Akee essen.

Doch selbstverständlich sind Vögel nicht die einzigen Tiere, die Pflanzen als Kuriere einsetzen. Eine weitere wichtige Gruppe stellen die frugivoren, also fruchtfressenden Affen dar. Und im Amazonasgebiet erweist sich der Schwarze Pacu (Colossama macropomum), ein großer Süßwasserfisch, als überaus geschickter Samenkurier. Wenn die Flüsse in der Regenzeit über die Ufer treten und ein Gebiet von sage und schreibe 250.000 Quadratkilometern überfluten, tut er sich an den verschiedensten Früchten gütlich und trägt ihre Samen manchmal Hunderte Kilometer weit. Diese Verbreitungsstrategie wurde übrigens erst kürzlich entdeckt.

Und dann wären da noch die Ameisen. Sie ernähren sich unter anderem von kleinen Früchten, die sie aber nicht an Ort und Stelle verspeisen, sondern als Vorräte in ihren Bau bringen. Viele Pflanzen wissen das sehr wohl zu schätzen, weil sie damit zwei Ziele auf einmal erreichen: Ihre Samen werden nicht nur in einer gewissen Entfernung, sondern noch dazu unmittelbar im Erdreich abgelegt, einem idealen Ort zum Keimen. Kein Wunder also, dass sich manche Pflanze die wertvolle Ameisenhilfe sichern will und Samen mit dem energie- und ölhaltigen Fettanhängsel Elaiosom (von griechisch élaion, Fett, und sóma, Körper) produziert – von dem Ameisen gar nicht genug bekommen können. Der Tauschhandel ist unkompliziert und für die Pflanze sehr praktisch. Die Ameise nimmt den Samen, bringt ihn in den Ameisenbau, frisst das Elaiosom und lässt den übrigen Samen liegen, der nun an diesem feuchten, geschützten und nährstoffreichen Ort ideale Keimbedingungen vorfindet.

Ameisen sind wahrlich beeindruckende Pflanzenpartner, und die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Ameisen und Pflanzen fasziniert die Forschung immer wieder. Erst kürzlich haben Forscher entdeckt, dass Camponotus-Ameisen nicht nur verschiedene Pflanzen verteidigen – denen sie sich offensichtlich besonders verbunden fühlen –, sondern auch Spezialdienste für einige fleischfressende Arten, vor allem Kannenpflanzen (Nepenthes), erbringen. Mit den Kannenpflanzen und ihren grausig glatten Fallen, aus denen es kein Entrinnen gibt, haben wir uns ja schon beschäftigt (siehe oben, S. 66).

Kannenpflanzen locken ihre Opfer mit Nektar ins Innere der Falle. Das funktioniert aber nur so lange, wie die Kanneninnenwände penibel sauber und glatt sind. Sobald sich Rückstände oder Staubpartikel an den Wänden absetzen, finden die Opfer Halt und suchen das Weite. Und hier kommen die Camponotus-Ameisen ins Spiel. Gegen ein wenig Nektar halten sie die Fallen nicht nur sauber, sondern rein. Scheinbar sind sogar die furchtbarsten »Tötungsmaschinen« der Welt auf Freunde angewiesen!

FÜNFTES KAPITEL

Die Intelligenz der Pflanzen

IN DER BIOLOGIE GELTEN DIE ARTEN als herrschend, die sich im Kampf aller gegen alle mehr Lebensraum erobern können, weil sie sich ihrer Umwelt besser anpassen und ihre Probleme im alltäglichen Daseinskampf besser lösen als andere. Die These ist in ihrer Aussage klipp und klar: Je weiter verbreitet eine Art ist, desto größer ist ihre Rolle im Ökosystem.

Nehmen wir beispielsweise an, ein entfernter Planet würde zu 99 Prozent von einer bestimmten Lebensform bewohnt. Was müssten wir dann sagen? Richtig. Der Planet wird von dieser Lebensform beherrscht. Kehren wir nun zur Erde zurück. Was sagen wir von der Erde? Sie werde vom Menschen beherrscht. Doch stimmt diese für uns so beruhigende Annahme auch? 99,7 Prozent der irdischen Biomasse, also der gesamten Masse aller Lebewesen, entfallen nämlich keineswegs auf den Menschen, sondern auf Pflanzen – schätzungsweise, die Angaben schwanken zwischen 99,5 und 99,9 Prozent, wir haben einfach das Mittel genommen. Der Anteil der Gattung Mensch beträgt also – zusammen mit allen anderen Tieren? – gerade einmal 0,3 Prozent.

Angesichts der Faktenlage können wir die Erde zweifellos als den grünen Planeten bezeichnen. Das Ökosystem der Erde wird unbestreitbar von den Pflanzen beherrscht. Aber irgendetwas stimmt hier doch nicht. Wieso konnten sich ausgerechnet die dümmsten, passivsten Lebewesen zum Herrscher der Erde aufschwingen? Haben wir nicht eben gesagt, mehr Lebensraum zeuge von einer besseren Anpassungs- und Problemlösungsfähigkeit? Wieso entfallen dann nur 0,3 Prozent der Masse alles Lebendigen (nicht der Anzahl ihrer Arten, wohlgemerkt) auf Tiere und ein noch geringerer Prozentsatz auf den Menschen? Oder besser gesagt: Wie verträgt sich diese Zahl mit der, allerdings nur allzu menschlichen Anmaßung, dass wir die Herrscher der Erde seien und uns mehr Rechte zuständen als allen anderen? Wenn unsere menschliche Existenz nicht so unmittelbar davon berührt würde und es stattdessen um eine objektive wissenschaftliche Studie ginge, fiele uns die simple Antwort wohl leichter: Die Biomasse auf der Erde besteht nur zu 0,3 Prozent aus tierischem und zu 99,7 Prozent aus pflanzlichem Leben? Dann sind Pflanzen wohl die herrschenden Lebewesen, weil sich die Anwesenheit von Tieren ja nur in Spuren nachweisen lässt. Und dafür gibt es nur eine mögliche Erklärung: Pflanzen sind raffinierter, anpassungsfähiger und intelligenter, als wir denken.

Gibt es »pflanzliche Intelligenz«?

Warum wirkt der Begriff »Intelligenz« bloß so fehl am Platz, wenn wir ihn auf das Pflanzenreich anwenden? Bevor wir diese Frage klären, müssen wir uns noch mal vergegenwärtigen, in welchem Maße unsere Gedankenwelt und unsere Einstellung gegenüber Pflanzen seit Jahrtausenden von Vorurteilen und falschen Annahmen geprägt sind. Gehen wir doch noch einmal einige der uns inzwischen bekannten Argumente durch, die für eine »pflanzliche Intelligenz« sprechen.

Weil Pflanzen im Gegensatz zu Tieren sesshaft und meistens im Boden verankert sind, haben sie im Laufe der Evolution spezifische Ernährungs-, Vermehrungs- und Verteidigungsformen entwickelt. Um sich besser gegen Feinde zu wappnen, haben sie beispielsweise einen modularen Körperbau ausgebildet. Die unzähligen Schädlinge, die regelmäßig über Blätter und Stamm herfallen, stellen für sie deshalb kein ernstes Problem dar. Pflanzen besitzen keine spezifischen Organe wie Gehirn, Herz, Lunge oder Magen, weil Pflanzenschädlinge diese leicht verletzen oder zerstören könnten und in diesem Falle der gesamte Organismus zum Sterben verurteilt wäre. Weil Pflanzen aus redundanten, repetitiven Modulen bestehen, die interagieren und unter bestimmten Bedingungen sogar eigenständig weiterleben, ist kein Teil der Pflanze unbedingt lebensnotwendig. Das ist der prinzipielle Unterschied zum Tier: Pflanzen sind eher eine Kolonie als ein Individuum.

Weil der Aufbau der Pflanzen von unserem grundlegend verschieden ist, erscheinen sie uns als so andersartig und fremd, dass wir in ihnen manchmal nicht einmal Lebewesen sehen. Wir fühlen uns den Tieren, die wie wir Gehirn, Herz, Mund, Lunge oder Magen besitzen, nicht nur näher, sondern verstehen sie auch besser. Bei den Pflanzen ist alles anders. Wie kann ihr Kreislauf funktionieren, wenn sie doch kein Herz besitzen? Können sie überhaupt ohne Lungen atmen? Wieso nehmen sie Nahrung auf, wenn sie keinen Mund haben? Und wie verdauen sie ohne Magen? Doch Pflanzen halten, wie wir gesehen haben, für all diese Probleme eine passende Lösung bereit. Sie benötigen keine spezifischen Organe, die bestimmte Funktionen steuern oder durchführen. Und nun fragen wir: Wie können sie Denkvermögen besitzen, wenn ihnen ein Gehirn fehlt?

Genau aus diesem Zweifel erwächst nämlich das Vorurteil Nummer eins, das wir hinsichtlich der pflanzlichen Intelligenz hegen. Wie sollen Pflanzen eine Funktion ausführen, wenn sie nicht über das entsprechende Organ verfügen? Doch Pflanzen können sich ohne Mund ernähren und ohne Lungen atmen, wie wir gesehen haben. Sie sehen, schmecken, hören, kommunizieren und bewegen sich, obwohl ihnen die spezifischen Organe fehlen. Warum zweifeln wir dann daran, dass sie Denkvermögen besitzen? Dass Pflanzen sich ernähren oder atmen, wird niemand in Abrede stellen. Warum stößt dann die Annahme, dass sie intelligent seien, auf so großen Widerstand? An dieser Stelle sollten wir vielleicht noch einmal einen Schritt zurück gehen und uns fragen: Was ist Intelligenz überhaupt? Intelligenz ist ja ein weites Feld und schwer zu fassen. Kein Wunder, dass sie völlig unterschiedlich definiert wird – und die treffendste Definition besagt, »dass es so viele Definitionen von Intelligenz gibt wie Forscher, die man danach fragt«.

Als Erstes müssen wir uns also für eine Definition von Intelligenz entscheiden, die für unsere Betrachtung geeignet ist. Infrage käme etwa eine eher weit gefasste Definition: »Intelligenz ist die Fähigkeit zur Problemlösung.« Dies ist wohlgemerkt nicht die einzig dienliche, doch halten wir uns zunächst einfach an sie. Eine interessante Alternative definiert Intelligenz übrigens als menschliches Privileg, das an abstraktes Denken und weitere typisch menschliche kognitive Fähigkeiten gebunden sei, während andere Lebewesen andere »Fähigkeiten« besäßen, für die die passende Bezeichnung noch fehle. Klingt vernünftig. Doch stimmt es auch? Welche typisch menschlichen Vorzüge sind denn sonst nirgends zu finden?

Was wir von der künstlichen Intelligenz lernen können

Typische, einzigartige Eigenschaften, die unsere Intelligenz ausmachen, sind schwer zu benennen. Vielleicht kann uns hier ja die Erforschung der künstlichen Intelligenz weiterhelfen, die seit Jahrzehnten das Wesen menschlicher Intelligenz im Vergleich zur Maschine diskutiert. Internationale Experten für künstliche Intelligenz treffen sich Jahr für Jahr, um sich einer besonderen Herausforderung zu stellen: dem »Turing-Test«. Seinen Namen verdankt der Test dem großen Mathematiker und Vater der Informatik, Alan Turing (1912–1954): Er fragte sich im Jahre 1950, ob Maschinen Denkvermögen besitzen, oder besser gesagt, eines Tages besitzen werden, und wenn ja, wie wir das feststellen können.

Statt abenteuerliche Modelle zu entwickeln oder sich in die Abgründe der Intelligenzdefinition zu begeben, schlug Turing ein scheinbar simples Experiment vor. Man bilde eine Art Jury, dessen Mitglieder sich per Computer mit zwei für sie unsichtbaren Gesprächspartnern über ein beliebiges Thema unterhalten. Der eine Gesprächspartner sei ein Mensch, der andere ein Computerprogramm. Die Jurymitglieder haben sodann zu entscheiden, wen sie für den Menschen und wen für die Maschine halten.

Turing bestimmte, dass der Test regelmäßig zu wiederholen sei und das Computerprogramm den Test bestanden habe, wenn es ihm gelungen sei, nach fünf Gesprächsminuten 30 Prozent der Jurymitglieder zu täuschen. Er mutmaßte, dass die Softwareentwickler den Wettkampf zwischen Mensch und Maschine um das Jahr 2000 gewinnen würden. »Dann wird man tatsächlich von denkenden Computern sprechen können.«

Zwar hat bis heute noch kein Computer die 30-Prozent-Marke geknackt, doch der Moment der Niederlage rückt unaufhaltsam näher. Es fehlt nicht mehr viel, dann wird eine Software menschliche Unterhaltung perfekt simulieren können. Aber dürfen wir dann wirklich von denkenden Maschinen sprechen? Laut Turing ja. Und was würde das für den Menschen ändern? Tja, schwer zu sagen.

Nachdem wir uns jahrtausendelang für die Krone der Schöpfung und den Nabel der Welt gehalten haben, wurde unsere Überzeugung in der Neuzeit schwer auf die Probe gestellt. Scheinbar unerschütterliche Gewissheiten gerieten ins Wanken: Zuerst mussten wir das geozentrische Weltbild ad acta legen und einsehen, dass wir auf einem unbedeutenden Planeten leben, der in irgendeiner Galaxie irgendwo im Universum seine Runden dreht. Dann, dass wir den Tieren nicht nur ähneln, sondern sogar von ihnen abstammen. Welch eine Schmach!

Wir haben uns wirklich alle Mühe gegeben, vermeintlich unüberwindbare Barrieren zu errichten und uns vom Rest der Schöpfung abzusetzen: Nur der Mensch verwendet angeblich die Sprache (falsch), syntaktische Regeln (falsch) oder Werkzeuge (auch falsch, sogar Kraken können das). Früher waren wir wenigstens die Einzigen, die komplexe mathematische Berechnungen durchführen konnten, heute können wir es nicht einmal mehr mit einem billigen Taschenrechner aufnehmen. Im Laufe der letzten Jahrhunderte sahen wir uns langsam, aber sicher zum Rückzug gezwungen. Wohin das noch führen wird, ist nicht abzusehen, aber die Folgen sind schon heute sichtbar. Was bedeutet es beispielsweise für uns, wenn Computer über intellektuelle Fähigkeiten verfügen, die wir einst für unser Alleinstellungsmerkmal hielten, oder uns sogar übertrumpfen? Computer schlagen unsere Schachweltmeister und besitzen ein praktisch unbegrenztes, fehlerfreies Gedächtnis; sie treffen Vorhersagen, übersetzen und komponieren sogar – wenn ihre Musik auch nicht genial sein mag. Auf die Erfolge der künstlichen Intelligenz reagieren wir normalerweise mit der trockenen Feststellung, dass diese für sich genommen noch kein Ausdruck von wahrer Intelligenz seien. Doch wenn es so weitergeht, werden wir eines Tages begreifen müssen, dass Maschinen unsere angeblich so einzigartige Intelligenz perfekt nachbilden oder sogar noch verbessern können. Werden wir unsere Niederlage gegenüber den Computern dann nicht eingestehen müssen? Und welches Verhalten wäre in diesem Falle das klügere: unsere Intelligenz zum Bollwerk gegenüber anderen Lebewesen hochzustilisieren oder anzuerkennen, dass sie uns zu einem Mitglied der Gemeinschaft aller im Tier- und Pflanzenreich macht?

Intelligenz trennt nicht, sie verbindet

Wenn Tiere sich Nahrung unter Zuhilfenahme von Werkzeugen beschaffen, Sprache entwickeln, aus einem Labyrinth herausfinden oder andere Probleme lösen, sprechen wir ihnen ohne Weiteres Intelligenz zu. Und was ist mit den Pflanzen? Können sie das nicht auch? Doch, sie machen das sogar ständig. Sie verteidigen sich mit komplexen Strategien gegen Räuber und holen dazu sogar andere Arten ins Boot, sie lassen sich von vertrauenswürdigen »Kurieren« bei der Bestäubung unterstützen, sie umrunden Hindernisse, sie helfen sich gegenseitig, sie verjagen oder verführen Tiere, sie bewegen sich in Richtung Nahrung, Wasser, Licht oder Sauerstoff.

Warum bloß halten wir Pflanzen nicht für intelligent? Anstatt zu leugnen, was für jeden, der Pflanzen schon einmal wirklich beobachtet hat, offensichtlich ist, sollten wir uns vielleicht besser ihre Problemlösungen anschauen und überlegen, was wir daraus lernen können.

Intelligenz gehört untrennbar zum Leben. Selbst der niederste Einzeller muss darüber verfügen, weil auch er in seinem Daseinskampf fortlaufend vor Problemen steht, die er lösen muss – und die den unseren im Übrigen nicht unähnlich sind. Seien wir doch ehrlich: Hängen nicht auch unsere drängendsten Probleme letztendlich mit Nahrung, Wasser, Unterkunft, Gesellschaft, Verteidigung und Fortpflanzung zusammen? Kein Lebewesen ist ohne Intelligenz denkbar. Diese Tatsache sollte uns aber nicht über die Maßen beunruhigen, denn offenkundig ist der Mensch weit intelligenter als Bakterien oder Algen. Allerdings ist dieser Unterschied, und darauf kommt es an, nur quantitativer und nicht qualitativer Art.

Wenn wir Intelligenz als Problemlösungsfähigkeit definieren, können wir keine künstliche Trennlinie mehr zwischen intelligenten Wesen und Lebewesen ziehen, die auf Umweltreize rein automatisch reagieren.

Wer nun trotz allem weiterhin behaupten will, einige Tiere seien intelligent, andere hingegen nicht, der muss genau bestimmen, wann Intelligenz evolutionsgeschichtlich zum ersten Mal auftrat.

Versuchen wir es. Dass der Mensch intelligent ist, bezweifelt wohl niemand. Was ist mit den Primaten? Dass sie intelligent sind, wurde bewiesen. Und die Hunde? Für sie gilt dasselbe. Katzen? Ja, jeder Katzenbesitzer wird das bestätigen. Sind Mäuse intelligent? Und ob. Und Ameisen? Na klar. Und Kraken? Reptilien? Bienen? Und Amöben, wenn sie sich aus einem Labyrinth befreien und repetitive Ereignisse vorhersehen können? Ist also überhaupt eine Schwelle erkennbar, ab der wir auf einmal von Intelligenz sprechen müssten, oder ist Intelligenz nicht vielmehr und evolutionsgeschichtlich korrekter etwas, das allem Leben innewohnt? Sonst ständen wir nämlich noch vor anderen kaum lösbaren Problemen.

Denn wenn Intelligenz erst ab einer bestimmten Schwelle beginnt, dann müssen wir uns auch fragen, ob diese Schwelle unverrückbar, also biologisch determiniert, oder nicht vielmehr kulturell bedingt, also raum- und zeitabhängig ist. Im 19. Jahrhundert hielt schließlich noch kaum jemand Tiere für intelligent. Heute stellt das zumindest kein Wissenschaftler mehr infrage, wenn es um Affen, Hunde oder Vögel geht. Und sogar über die Intelligenz von Bakterien gibt es inzwischen zahlreiche Studien. Warum also keine pflanzliche Intelligenz?

Wie wir gesehen haben, registrieren Pflanzen ununterbrochen zahlreiche Umweltparameter – Licht, Feuchtigkeit, Konzentrationsgefälle, andere anwesende Pflanzen oder Tiere, elektromagnetische Felder, Schwerkraft etc. – und fällen auf dieser Grundlage Entscheidungen in puncto Nahrungssuche, Konkurrenz, Verteidigung, Beziehungen zu anderen Pflanzen und Tieren. Sie nehmen damit komplexe Einschätzungen vor, die eigentlich nur erklärbar sind, wenn sie Intelligenz besitzen. Dass Pflanzen erstaunlich hoch entwickelte Fähigkeiten besitzen, fiel vor über einem Jahrhundert übrigens schon Charles Darwin auf, einem der großen Genies der Menschheitsgeschichte. Damals war die Zeit allerdings noch nicht reif dafür und Darwin überdies vollauf damit beschäftigt, seine später weltberühmte Evolutionstheorie gegen erbitterte Angriffe zu verteidigen. Seine Überlegungen zu diesem Thema vertraute Darwin deshalb seinen botanischen Werken und vor allem seinen Notizbüchern an, deren wissenschaftliche Bedeutung sich erst in letzter Zeit vollständig erschließt. In einem der sechs Bücher, die Darwin der Botanik widmet, verrät er uns besonders viel über seine Vorstellungen vom Pflanzenreich: The Power of Movement in Plants (siehe S. 24 f.). Es enthält als Einziges Versuchsdaten, und allein der Titel ist revolutionär.

Charles Darwin und die pflanzliche Intelligenz

Charles Darwin beschäftigte sich zunächst als Theologiestudent an der Universität Cambridge mit der Pflanzenwelt. Mit großem Interesse verfolgte er die Vorlesungen von John Henslow (1796– 1861) – dem er im Übrigen so eng verbunden war, dass er überall als der galt, »der ständig mit Henslow zusammensteckt«. Henslow sollte Darwins Lebensweg entscheidend beeinflussen. Er empfahl ihn dem Kapitän der HMS Beagle, Robert FitzRoy, als Gentlemen Companion. Und er vermittelte ihm die Grundlagen der Botanik und eine Begeisterung für das Fach, die Darwin sein Leben lang begleiten sollte. In seiner Autobiografie beschrieb Darwin die Begegnung mit Henslow als die folgenreichste seines Lebens. Auch nach Abschluss seiner Studien in Cambridge widmete sich Darwin über Jahrzehnte der Pflanzenwelt und suchte in diesen Geschöpfen, die ihn immer wieder faszinierten, Beweise für seine Evolutionstheorie. Noch in seinen letzten Lebenstagen galt sein Interesse dem Pflanzenreich: In seinem letzten Brief, neun Tage vor seinem Tod, hat ihn eine Pflanze beschäftigt.

Die bahnbrechende Wirkung von Darwins The Power of Movement in Plants, das die Geschichte der Botanik verändern sollte, tritt im letzten Absatz des Werks besonders zutage. Wie in vielen anderen seiner Bücher erläutert Darwin dort die grundlegenden Schlussfolgerungen, die er aus seinen Versuchen zieht. Im Zusammenhang mit dem Wurzelwerk hält er fest: »Es ist kaum eine Übertreibung, wenn man sagt, dasz die in dieser Weise [mit Empfindungsvermögen] ausgerüstete Spitze des Würzelchens, welche das Vermögen die Bewegungen der benachbarten Theile zu leiten hat, gleich dem Gehirn eines der niederen Thiere wirkt; das Gehirn sitzt innerhalb des vorderen Endes des Kopfes, erhält Eindrücke von den Sinnesorganen und leitet die verschiedenen Bewegungen.«

Charles Darwin: Der außergewöhnliche Botaniker bewunderte die pflanzlichen Fähigkeiten.

Auf den übrigen fünfhundert Seiten der grundlegenden Studie beschreibt der geniale Wissenschaftler unzählige Pflanzenbewegungen – wobei drei Viertel des Werks den Wurzeln gewidmet sind. Dass er sich bei seinen Beobachtungen auf die Wurzeln konzentrierte, hat gute Gründe: Das Wurzelverhalten zeigt nicht nur die größten Ähnlichkeiten mit den Bewegungen von Tieren, sondern lässt sich auch beispielhaft mit dem Verhalten anderer Lebewesen vergleichen. In den Wurzeln, oder, besser gesagt, in den Wurzelspitzen, kann man Vorgänge nachweisen, die typischerweise von Intelligenz zeugen: Wurzeln nehmen Umweltreize wahr, entscheiden sich für die einzuschlagende Bewegungsrichtung und führen die Bewegung schließlich aus.

Darwin sieht zwischen dem Gehirn eines Wurmes oder anderen niederen Tiers und der Wurzelspitze keinen wesentlichen Unterschied:

Wir glauben, dasz es bei Pflanzen keine wunderbarere Bildung gibt, soweit die Functionen derselben in Betracht kommen, als die Spitze des Würzelchens. Wenn die Spitze unbedeutend gedrückt, gebogen oder geschnitten wird, so leitet sie einen Einfluss auf den oberen, benachbarten Theil über und verursacht, dasz sich derselbe von der afficirten Seite wegbiegt; […] Wenn die Spitze wahrnimmt, dasz die Luft auf der einen Seite feuchter ist als auf der anderen, so leitet sie gleichfalls einen Einfluss auf den oberen benachbarten Theil, welcher sich nun nach der Quelle der Feuchtigkeit hinbiegt. Wenn die Spitze durch Licht gereizt wird […], so biegt sich der benachbarte Theil von dem Lichte ab; wird sie aber durch Gravitation gereizt, so biegt sich derselbe Theil nach dem Mittelpunkt der Schwerkraft hin.

Darwin erkannte in der Wurzelspitze als Erster ein raffiniertes Sinnesorgan, das verschiedene Parameter erfassen und darauf reagieren kann. Und nicht nur das: Als er feststellte, dass die Wurzelspitze Empfindungsvermögen besitzt, ging er davon aus, dass dort die Signale erzeugt werden, die die Wurzelbewegungen steuern. In seinen Versuchen beobachtete er, dass Wurzeln wesentlich an Empfindungsvermögen verlieren, wenn man ihre Spitze entfernt: Sie können keine Schwerkraft mehr wahrnehmen und keine Bodendichte mehr analysieren. Darwin formulierte damit als Erster eine These, die ein Jahrhundert später als the ›root-brain‹ hypothesis bekannt wurde und schließlich den Anstoß zur Erforschung der Wurzelphysiologie gab – eigentlich einem wissenschaftlichen Muss, wenn man bedenkt, welche Bedeutung die Wurzel für das Leben der Pflanze hat.

In der akademischen Welt stieß Darwins These, wie manch andere seiner Ansichten, nicht gerade auf begeisterte Zustimmung. Der erbittertste Widerstand kam, wie Darwin befürchtet hatte, von deutschen Botanikern: »Ich bereite mit meinem Sohn Francis ein umfangreiches Werk über das Bewegungsvermögen der Pflanzen vor, das, so denke ich, viele neue Erkenntnisse und Thesen enthält. Ich befürchte, dass unsere Ansicht in Deutschland auf große Ablehnung stoßen wird.«

Die deutsche Ablehnung war weniger wissenschaftlich begründet, sondern speiste sich vor allem aus dem Ärger von Julius Sachs (1832–1897), einem Botaniker, der durch Darwin sein angestammtes Revier bedroht sah. Der hoch geachtete Wissenschaftler betrachtete Darwin als »Dilettanten« – a country-house experimenter –, dessen Versuche mit der ernsthaften Arbeit eines Pflanzenphysiologen nichts zu tun hätten.

Nach der Veröffentlichung von The Power of Movement in Plants bat Sachs seinen Assistenten Emil Detlefsen, die beschriebenen Versuche zu wiederholen, vor allem die Versuche mit Wurzeln, von denen Darwin die äußerste Spitze, die Wurzelhaube, entfernt hatte.

Natürlich wollte Sachs damit die Schlussfolgerungen widerlegen, die sein britischer Kollege gezogen hatte. Detlefsen machte sich also ans Werk, führte die Versuche aber, wie man später feststellte, höchst mangelhaft durch – unter anderem, weil man seine Arbeit in Sachs’ Labor nicht ernst nahm – und kam folglich zu anderen Ergebnissen als Darwin.

Die Antwort von Sachs fiel entsprechend heftig aus. Er beschuldigte Vater und Sohn Darwin, ihre Versuche »dilettantisch« ausgeführt und falsche Ergebnisse präsentiert zu haben. Beide verteidigten ihre Arbeit selbstverständlich.

Der Streit zwischen Sachs und Darwin fand in der akademischen Welt einen gewissen Widerhall. Der renommierte Botaniker Wilhelm Pfeffer (1845–1920), ein ehemaliger Student von Sachs, entschied sich daher, Darwins Versuche ebenfalls zu wiederholen, und kam, von wahrem Forschergeist beseelt, zu denselben Ergebnissen wie Darwin. In seinem Lehrbuch der Pflanzenphysiologie von 1874 erkannte er Darwins großartige Leistung denn auch neidlos an – während ein zunehmend schmollender Sachs das Buch als »nichts weiter als reichlich unverdaute Fakten« abstempelte.

Heute wissen wir, dass Darwin recht hatte – und die Wurzelspitze sogar noch mehr kann, nämlich zahlreiche physikalisch-chemische Parameter in ihrer Umwelt erkunden und beurteilen (siehe oben, S. 71).

Die intelligente Pflanze

Wir müssen es noch einmal sagen: Pflanzen besitzen kein Gehirn. Und auch wenn wir schon mehrfach darauf hingewiesen haben: Bei Pflanzen gibt es kein Organ, das auch nur im Entferntesten einem Gehirn ähneln würde, wie wir es aus der Tierwelt kennen. Doch müssen wir ihnen darum jede Intelligenz absprechen?

Unserer Vorstellung nach hat die Intelligenz ihren Sitz im Gehirn. Wir nennen jemanden »einen klugen Kopf«, wenn wir ihn für intelligent halten, oder »hirnlos«, wenn wir der gegenteiligen Meinung sind.

Wir verfügen – wie die Tiere, denen wir darum näher stehen und eine gewisse Intelligenz zuerkennen – über ein Gehirn, das in seiner einzigartigen Komplexität und Funktionsweise noch längst nicht erforscht ist. Ohne Gehirn gibt es im Tierreich keine Intelligenz, und damit stellt sich die Frage: Ist das Gehirn für sich genommen schon ein Hort der Intelligenz? Kann man bei einem Gehirn, dem der Körper fehlt, noch von Intelligenz sprechen oder nur von einem beliebigen Zellhaufen? Sind dort noch Spuren von Intelligenz auszumachen?

Die Antwort muss zweifellos »nein« lauten. Selbst das Gehirn des größten Genies ist für sich genommen nicht intelligenter als der Magen. Das Gehirn ist kein Zauberorgan, es kann allein keinen einzigen Gedanken fassen. Es benötigt Informationen, die es nur vom Körper erhält und die unabdingbare Voraussetzung für jede intelligente Reaktion sind.

So weit, so gut. Bei Pflanzen sind die Gehirnfunktionen nicht von anderen Körperfunktionen getrennt, sondern in allen Zellen verfügbar – und ein lebendes Beispiel für das, was in der künstlichen Intelligenz embodied agent heißt: Der intelligente virtuelle Agent tritt über einen autonomen Körper mit der Welt in Kontakt.

Wie wir gesehen haben, hat die evolutionäre Entwicklung der Pflanzen zu einem modularen Körperbau geführt, der die pflanzlichen Funktionen nicht in einzelnen Organen konzentriert, sondern im gesamten Organismus verteilt. Durch diese strategische Grundsatzentscheidung ist das Leben der Pflanzen selbst dann nicht bedroht, wenn sie Teile ihres Körpers verlieren. Pflanzen haben keine Lungen, keine Leber, weder Magen noch Bauchspeicheldrüse oder Nieren, können aber trotzdem die Funktionen ausführen, die diese im Tierreich normalerweise übernehmen. Warum sollte es ihnen also an Intelligenz fehlen, nur weil sie kein Gehirn besitzen?

Betrachten wir einmal die Wurzel, die laut Darwin über Entscheidungs- und Steuerungsfähigkeiten verfügt. Die Wurzelspitze, so sagt auch die heutige Wissenschaft, steuert das Wurzelwachstum und die Suche der Pflanze nach Wasser, Sauerstoff und Nährstoffen im Boden. Denkbar wäre nun, dass das Wachstum der Wurzel nach automatischen Regeln verläuft und durch einfache Befehle gesteuert wird, etwa »Nach Wasser suchen!« oder »Nach unten wachsen!«. Die Aufgabe der Wurzel wäre damit relativ einfach. Sie müsste Wasser aufspüren und in die entsprechende Richtung wachsen – beziehungsweise nach unten, wenn sie sich von der Schwerkraft leiten lässt. Doch in Wahrheit steht die Wurzel vor einer entschieden komplexeren Aufgabe. Sie muss nämlich verschiedene Ziele im Auge behalten und unterschiedliche Bedürfnisse gegeneinander abwägen. Bei der Erkundung des Bodens werden der Wurzelspitze, die die Wurzel lenkt, komplexe Einschätzungen abverlangt.

Wurzelwerke: Die Wurzeln bilden den unterirdischen und interessantesten Teil der Pflanze. Die Abbildung zeigt verschiedene Wurzeltypen.

Sauerstoff, Mineralstoffe, Wasser und Nährstoffe befinden sich normalerweise in unterschiedlichen, teilweise beträchtlich voneinander entfernten Bodenbereichen, und die Wurzel muss daher fortlaufend wichtige Entscheidungen treffen: Soll sie nach rechts in Richtung des dringend benötigten Phosphors wachsen oder besser nach links, wo sie den stets knappen Stickstoff findet? Soll sie sich auf der Suche nach Wasser nach unten entwickeln oder besser nach oben, wo sie auf bessere Atemluft trifft? Wie kann sie die widersprüchlichen Bedürfnisse in Einklang bringen? Und vergessen wir bei all dem nicht, dass eine Wurzelspitze außerdem Hindernisse umrunden, konkurrierenden Pflanzen ausweichen oder Schädlinge abwehren muss. Und das ist nur der Anfang. Denn neben den lokalen Bedürfnissen muss sie auch noch die globalen Ansprüche der Gesamtpflanze berücksichtigen – die wieder ganz anders aussehen können.

Die Wurzelspitze: Jede Wurzelspitze ist ein raffiniertes Sinnesorgan.

Das sind ziemlich viele Variablen – die noch dazu alle lebenswichtig sind. Wie etwa verhindert eine Pflanze, dass alle Wurzeln auf der Suche nach Wasser in dieselbe Richtung wachsen? Bei einer automatischen Steuerung des Wurzelwachstums wäre dies eine konkrete Gefahr. Doch um diese Frage zu beantworten, müssen wir erst einmal wissen, wie diese wundersame Wurzelspitze aussieht und wie sie funktioniert.

Die Wurzelspitze bildet das Ende der Wurzel. Ihre Größe kann nur wenige Zehntel Millimeter wie bei der Kleinen Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) oder aber einige Millimeter wie beim Mais betragen. Ihre Färbung ist normalerweise weiß. Sie ist der Wurzelteil, der lebt, in die Länge wächst und das größte Empfindungsvermögen besitzt. Sie ist elektrisch überaus aktiv, und dabei stützt sie sich auf ähnliche Aktionspotenziale wie die elektrischen Signale der Neuronen im tierischen Gehirn. Pflanzen besitzen Millionen von Wurzelspitzen. Selbst im Wurzelwerk winziger Pflanzen lassen sich mitunter mehr als fünfzehn Millionen von ihnen ausmachen.

Jede Wurzelspitze spürt fortlaufend zahlreichen Parametern nach: Schwerkraft, Temperatur, Feuchtigkeit, elektrischen Feldern, Licht, Druck, Konzentrationsgefällen, toxischen Stoffen wie Giften und Schwermetallen, Schallschwingungen, Sauerstoff und Kohlendioxid. Klingt beeindruckend, oder? Doch die Liste ist noch längst nicht vollständig, sondern wird von der Forschung laufend aktualisiert. Jahr für Jahr kommen neue Parameter hinzu.

Die Wurzelspitze registriert aufmerksam alle Parameter und steuert die Wurzel, indem sie – unter Berücksichtigung verschiedener lokaler und globaler Instanzen des pflanzlichen Organismus – fortlaufend wahrhafte Berechnungen anstellt.

Automatische Reiz-Reaktions-Schemata könnten den widersprüchlichen Anforderungen, die an die Wurzelspitze gestellt werden, gar nicht gerecht werden. Doch jede Wurzelspitze allein ist schon ein »Datenverarbeitungszentrum« und arbeitet noch dazu nicht isoliert, sondern in einem Netz aus Millionen anderer Wurzelspitzen, die zur Community des Wurzelwerks gehören.

Pflanzen als lebendiges Web 2.0

Wir haben bislang nur von einzelnen Wurzelspitzen gesprochen. Doch selbst eher kleine Pflanzen wie Roggen oder Hafer besitzen häufig Millionen von Wurzelspitzen, und ein Baum kommt schätzungsweise – genaue Untersuchungen fehlen – auf mehrere Hundert Millionen. Aber wie arbeiten die unzähligen Wurzelspitzen in ein und derselben Pflanze zusammen? Um die Arbeitsweise der Wurzelspitzen wirklich zu verstehen, dürfen wir sie nicht einzeln, sondern müssen sie als Knoten in einem kollektiv agierenden Netz betrachten.

Ihr Netz lässt sich am ehesten mit dem Internet vergleichen, dem gewaltigsten Netz, das der Mensch je ersonnen hat.

Bei der Lösung hochkomplexer Rechnungen verfolgen die IT-Entwickler seit einigen Jahrzehnten zwei entgegengesetzte Ansätze, die uns hier interessieren: Sie entwickeln einerseits Megarechner, die immer gigantischere Rechenmengen in immer kürzerer Zeit bewältigen: Der IBM-Computer Sequoia von 2012 etwa schafft in einer Stunde eine Menge an Rechenoperationen, für die 6,7 Milliarden Menschen 320 Jahre lang rund um die Uhr mit dem Taschenrechner rechnen müssten. Auf der anderen Seite setzen die Entwickler auf die immensen Rechenkapazitäten, die Netze wie das Internet bereitstellen. Offenkundig ähneln die beiden Strategien denen, die die Evolution zur Erhöhung der Rechenleistung in lebenden Organismen gewählt hat: einerseits das spezifische, immer leistungsfähigere Gehirn – der Mensch wäre hier der Sequoia –, andererseits die verteilte Intelligenz von Insektenvölkern und eben Pflanzen.

Die enorme Rechengeschwindigkeit von Supercomputern ist zwar von grundlegender Bedeutung und bleibt der von Computernetzen wie dem Internet überlegen, doch die Sicherheit, die nur ein Netz gewährleisten kann, ist auch nicht zu unterschätzen.

Das Wurzelwerk einer acht Wochen alten Maispflanze. Wurzelwerke bestehen aus Zigmillionen Wurzelspitzen.

Das erste Internet, namens Arpanet, wurde von der DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, Behörde für moderne Verteidigungsforschungsprojekte) aus Sicherheitsgründen entwickelt: Das Netz sollte selbst einem groß angelegten Atomangriff standhalten können. Der modulare Netzaufbau, so die Überlegung, würde die Datenübertragung auch dann noch sicherstellen, wenn die meisten Computer im Netz zerstört wären. Erinnert Sie das an etwas? Das ist die Strategie der Pflanzen: Millionen von Wurzelspitzen arbeiten in einem Netz zusammen, deshalb können beträchtliche Teile zerstört oder entfernt werden, ohne dass das Netz dadurch in seinem Fortbestand bedroht wäre.

Eine einzelne Wurzelspitze verfügt zwar nur über geringe Kalkulationsfähigkeiten, doch gemeinsam mit anderen ist sie erstaunlich leistungsfähig. Eine Ameise allein entwickelt keine raffinierte Strategie, aber viele Ameisen errichten einen Staat, mit dem es in puncto Komplexität und Struktur niemand so leicht aufnehmen kann.

Doch wie arbeiten die Wurzeln zusammen? Wie stimmen sie sich ab? Genaues wissen wir nicht, neuere Studien bieten aber überzeugende Hypothesen.

Obwohl das Wurzelwerk die Wurzeln miteinander verbindet, ist das physische Netz offenbar nicht das Entscheidende. Die Signale, mit denen die Wurzelspitzen untereinander kommunizieren, werden aller Wahrscheinlichkeit nicht im Pflanzeninneren weitergeleitet. Wie das?

Dazu müssen wir uns die Wurzelspitzen noch einmal als Insekten in einer Kolonie vorstellen. Selbst die klugen Ameisen sind schließlich nicht miteinander verbunden, handeln aber dank chemischer Signale absolut koordiniert. Vielleicht verhalten sich Wurzeln ja genauso?

Pflanzen sind wahre Meister, wenn es darum geht, chemische Moleküle für alles nur Denkbare zu produzieren. Da kann es nicht verwundern, wenn die unterirdischen – genauso wie die oberirdischen – Pflanzenteile über chemische Signale miteinander kommunizieren.

Allerdings ist all das bisher noch reine Hypothese, und wir sollten daher auch andere Möglichkeiten in Betracht ziehen. Vielleicht reagieren die Wurzelspitzen ja extrem empfindlich auf elektromagnetische Felder, die zwischen benachbarten Wurzeln entstehen, und richten ihr Verhalten danach aus. Oder sie nehmen die Töne wahr, die andere Wurzeln beim Wachsen erzeugen. Wie wir gesehen haben (siehe oben, S. 77), belegen neuere Studien, dass beim Wurzelwachstum Klickgeräusche entstehen. Vorausgesetzt, die benachbarten Wurzelspitzen nehmen die Geräusche wirklich wahr, böte sich hiermit ein überaus praktisches Kommunikationssystem. Da die Töne nicht bewusst erzeugt werden, sondern beim Reißen der wachsenden Zellwände entstehen, würde es sich um ein »parsimonisches Signal« handeln, das sein Ziel somit auf sparsame Weise erreicht. Die Pflanze müsste dafür keinerlei gesonderte Mühe oder Energie aufwenden.

Ein Wurzelschwarm

Haben Sie schon einmal einen Vogelschwarm am abendlichen Frühlingshimmel beobachtet? Wenn eine schwarze Wolke aus Tausenden von Vögeln blitzschnell immer wieder neue wunderbare Bilder in den Himmel zeichnet? Noch Ende der Siebzigerjahre war es ein völliges Rätsel, wieso die Vögel im Flug nicht ständig zusammenstießen.

Die Forscher tappten im Dunkeln, und es wurde sogar wissenschaftlich erörtert, ob Vögel telepathische Fähigkeiten besitzen. Wie man vor Kurzem entdeckt hat, war die Erklärung in Wahrheit viel einfacher.

Jeder Vogel im Schwarm befolgt einige wenige Regeln. Er hält beispielsweise einen bestimmten Abstand zum Vogel vor ihm und zu seiner Rechten ein. Auf diese Weise bewegt sich der Schwarm als Ganzes fort – seien es auch Tausende von Vögeln und ihre Formationen noch so waghalsig. Es könnte sein, dass die Evolution dieses elementare wie funktionale Verhalten nicht nur bei Vögeln hervorgebracht hat. Laut einer sehr überzeugenden Theorie verhalten sich Wurzeln wie Schwärme.

Jede Wurzel hält danach einen bestimmten Abstand zu ihren Nachbarwurzeln ein und gewährleistet so ein koordiniertes Wachstum und eine optimale Bodenausnutzung. Ein übergeordneter Wille, etwa ein Gehirn, das die einzelnen Wurzelspitzen steuert, ist daher nicht erforderlich. Laut dieser Theorie haben Pflanzen, weil ihnen ein spezifisches Organ für intellektuelle Aufgaben fehlt, eine ähnliche Form der verteilten Intelligenz entwickelt, wie sie Fischschwärme und viele andere Lebewesen besitzen: Im Schwarm bilden Individuen »emergente« Verhaltensweisen aus, über die sie als Einzelne nicht verfügen.

Emergente Eigenschaften wurden in den letzten Jahren systematisch beobachtet und erforscht – mit erstaunlichen Ergebnissen. Sogar bei Menschengruppen entdeckte man emergente Verhaltensweisen: etwa wenn Hunderte von Zuschauern bei einer Theateraufführung klatschen. Wie neuere Forschungen zeigen, ist der Applaus anfangs noch asynchron, jeder klatscht also für sich, dann entwickelt er sich aber in Sekundenschnelle zu einem stetig synchroneren und schließlich harmonischen Klang. Die Synchronisierung, die völlig unbewusst erfolgt, ist das Ergebnis emergenten Verhaltens. Außenstehende könnten sich wundern: Wieso klatschen Hunderte von Menschen gleichzeitig? Wer entscheidet über den Rhythmus? Und woher wissen alle, welchen Rhythmus sie anschlagen müssen?

Zahlreiche menschliche Verhaltensformen erklärt man heute durch emergente Verhaltensmodelle: etwa die Fähigkeit, sich im Getümmel zu bewegen, ohne anderen auf die Füße zu treten, oder die Kursentwicklung an den Börsen. Börsen bestimmen weltweit den Aktienwert von Unternehmen, sie wirken sich auf politische Entscheidungen und individuelle Schicksale aus, aber sie werden nicht zentral gesteuert. Es gibt keine globale Aufsichtsbehörde, die die Kursbewegungen lenkt. Aber die Anleger, die nur eine sehr begrenzte Zahl der Unternehmen in ihrem Portfolio kennen, befolgen bestimmte Regeln. Wie sich die Börse verhält, hängt also allein vom Verhalten der einzelnen Anleger ab. Es ist wie bei den Wurzelspitzen eines Wurzelwerks oder Ameisen in ihrem Staat: Allein sind sie nichts, doch gemeinsam entwickeln sie erstaunliche Fähigkeiten.

Auch in puncto emergentem Verhalten bestehen also beträchtliche Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen und Tieren, allerdings mit einem entscheidenden Unterschied. Im Tierreich bestehen Schwärme aus einer großen Anzahl von Individuen: Menschen, Säugetiere, Insekten oder Vögel. Im Pflanzenreich aber spielen sich diese Dynamiken in einer einzigen Pflanze ab, in ihrem Wurzelwerk. Jede Pflanze ist also ein Schwarm!

Die Aliens sind unter uns: Pflanzliche Intelligenz als Modell zum Verständnis extraterrestrischer Intelligenz

Über kurz oder lang stößt man bei der Erkundung der pflanzlichen Intelligenz auf einen interessanten Aspekt, der auch einiges über die Intelligenzforschung im Allgemeinen aussagt.

Kommen wir gleich zum Punkt: Bei der Betrachtung pflanzlicher Intelligenz fällt auf, dass der Mensch andere Lebewesen eigentlich nur versteht, solange sie denken wie er. Offensichtlich weiß der Mensch Intelligenz nur zu schätzen, sofern sie der seinen ähnelt.

Das Problem betrifft ebenso die Intelligenz von Organismen, die kein Gehirn besitzen: Bakterien, Protozoen oder Schimmelpilze – von Pflanzen ganz zu schweigen. Wir würden manche Einzeller wie Bakterien und Protozoen ohne Weiteres als intelligent bezeichnen, wenn ihr Verhalten für unser Auge sichtbar wäre und sie vor allem ein Gehirn besäßen. Amöben können sich aus einem Labyrinth befreien, und Schimmelpilze ein Gebiet besser kartieren, als es jede Software vermag. Doch ein gestrenger Richter in unserem Kopf, der sich allerdings mehr auf überlieferte Vorurteile als auf wissenschaftliche Gründe stützt, spricht diesen Organismen, ebenso wie Pflanzen, jede Intelligenz ab. Dabei könnte die Menschheit eines Tages gerade von der Erforschung der pflanzlichen Intelligenz profitieren: weil sie uns lehrt, unser Gehirn mit anderen Augen zu sehen.

Fragen wir uns doch einmal, was passieren würde, wenn wir eines schönen Tages außerirdischer Intelligenz begegnen? Würden wir sie überhaupt erkennen? Von Kommunikation gar nicht zu reden. Wahrscheinlich nicht. Denn offensichtlich kann sich der Mensch keine andere Intelligenz als seine eigene vorstellen: Er sucht nämlich in den Weiten des Universums weniger nach anderen intelligenten als nach menschenähnlichen Wesen. Doch wenn es wirklich außerirdische Intelligenz geben sollte, dann hat sie sich vermutlich in völlig anderen Organismen entwickelt als unsere, dann hat sie eine andere chemische Zusammensetzung und bewohnt eine Welt, die mit unserer nichts zu tun hat.

Was veranlasst uns überhaupt zu glauben, dass wir sie erkennen würden? Wo wir Intelligenz nicht einmal bei Pflanzen bemerken, mit denen uns eine lange Evolutionsgeschichte, ähnliche Zellstrukturen und vergleichbare Umwelt- und Lebensbedingungen verbinden? Warum sollte etwa ein intelligentes Wesen, das sich auf einem anderen Planeten unter völlig anderen Bedingungen als wir entwickelt hat, Schallwellen zur Kommunikation benutzen? Stimme, Klang, Radio und Fernsehen beruhen auf Wellen, die sich im Raum fortpflanzen. Andere Lebewesen, wie Pflanzen, kommunizieren aber über ganz andere Systeme, wie chemische Moleküle. Doch obwohl zahlreiche Arten auf unserem Planeten diese extrem effiziente Informationsübertragungsmethode nutzen, wissen wir bisher so gut wie nichts darüber.

Weil Pflanzen langsamer reagieren als wir und keine spezifischen Organe besitzen, fällt es uns schwer, ihre Intelligenz zu erkennen. Wie soll es uns da erst mit Wesen gehen, die Lichtjahre von uns entfernt leben? Gerade weil pflanzliche Organismen so anders sind als wir und uns gleichzeitig physisch und genetisch so nahestehen, könnten sie uns in der Intelligenzforschung als wichtiges Modell dienen und uns darin bestärken, unsere Methoden und Instrumente zur Erforschung der außerirdischen Intelligenz zu überdenken.

Der Schlaf der Pflanzen

Legionen von Philosophen und Forschern haben sich mit dem Schlaf befasst, doch er bleibt der Wissenschaft bis heute ein Rätsel. Aristoteles interessierte sich als einer der Ersten näher für den Schlaf:

Über Schlafen und Wachen gilt es nun, sich Gedanken zu machen, was sie sind, ob sie Eigenschaften der Seele oder des Körpers sind oder ob sie beiden zukommen, und wenn das, welchem Seelen- oder Körperteil sie zukommen, und was die Ursache ist, daß sie bei Lebewesen vorhanden sind. Haben ferner alle Lebewesen teil an Schlafen und Wachen, oder manche nur an dem einen bzw. an dem anderen von beiden, oder manche an keinem, manche an beiden?

Noch zweitausenddreihundert Jahre später sind viele seiner Fragen ungeklärt. Wozu dient der Schlaf? Wie funktionieren Träume, und was sind sie genau? Heraklit von Ephesos (535–475 v. Chr.), ebenfalls ein griechischer Philosoph, schrieb noch vor Aristoteles:

»In der Nacht entzündet der Mensch ein Licht für sich selbst.« Jahrtausende später sollte seine Behauptung durch die Psychologie bestätigt werden: Träume bringen unser Unterbewusstes zum Vorschein. Und wie wir heute wissen, ist der Schlaf von großer Bedeutung für Lern- und Rationalisierungsprozesse, also für die edelsten unserer Gehirnfunktionen. Jahrhundertelang nahm die Wissenschaft an, dass allein der Mensch und wenige höhere Tiere schlafen würden, und hielt ähnliche Phänomene bei niederen Tieren oder Pflanzen nicht für »Schlaf«. Die Wissenschaft betrachtete den Schlaf, wie die Intelligenz, also als Alleinstellungsmerkmal des Menschen. Zu Unrecht. Seit Kurzem gesellen sich zur erlesenen Schar der Säugetiere und Vögel, die man des Schlafes schon etwas länger für würdig hält, sogar die Insekten. Als man im Jahre 2000 entdeckte, dass selbst die Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) schläft, löste das in der Wissenschaft geradezu ein Erdbeben aus: Wenn sogar so einfache Tiere schlafen, so die Überlegung, dann muss der Schlaf ja wohl grundsätzlich zum Leben gehören.

Aber was ist mit den Pflanzen? Schlafen sie auch? Die Frage mag auf den ersten Blick unerheblich scheinen, doch in den letzten Jahren stößt sie in der Wissenschaft zunehmend auf Interesse. Anders gesagt: Wenn Pflanzen Intelligenz und Denkvermögen besitzen, dann könnte es sein, dass der Schlaf eng mit diesen Aktivitäten in Zusammenhang steht.

Carl von Linné verfasste 1755, wie wir schon gesehen haben (siehe S. 19), die Abhandlung Somnus plantarum, in der er die nächtlichen Blatt- und Stielpositionen mancher Pflanzen beschrieb. Eigentlich hatte alles damit begonnen, dass François Boissier de Sauvages (1706–1767), ein berühmter Botaniker aus Montpellier, ihm zu Forschungszwecken ein Exemplar Hornklee (Lotus corniculatus) vermacht hatte.

Die zarte Pflanze benötigte einige Monate, bis sie sich von ihrer weiten Reise vom Mittelmeer ins kühle Uppsala erholt und an die neuen klimatischen Bedingungen gewöhnt hatte. Doch dank Gewächshaus und sorgsamer Pflege entdeckte Linné eines Morgens im Mai an der Pflanze die ersten Blüten. Neugierig kehrte er am späten Nachmittag noch einmal zurück, musste zu seiner großen Überraschung aber feststellen, dass die zarten gelben Blüten, die er nur wenige Stunden zuvor bewundert hatte, verschwunden waren. Was war passiert? Als er die Pflanze am nächsten Morgen erneut besuchte, waren die Blüten wieder da – in alter Frische. Das Geheimnis war bald gelüftet. Linné hatte ein typisches Beispiel von Nyktinastie (von griechisch núx, Nacht, und nastós, gedrückt) beobachtet, wie die Botaniker heute sagen: die Fähigkeit vieler Pflanzen, Blatt- und Blütenstellung je nach Tages- oder Nachtzeit zu verändern. Linné fand schnell heraus, dass sich die Blätter von Lotus corniculatus bei hereinbrechender Dämmerung nach oben recken, sich um die Blütengruppen schließen und diese so vor den Blicken Neugieriger schützen – während sich die Stängel gleichzeitig ein wenig neigen und die Stiele zur Erde beugen. Linnés Interesse am »Schlaf der Pflanzen« war geweckt. Später entwickelte er sogar eine Blumenuhr, die die Zeit allein nach dem Verhalten bestimmter Pflanzen maß.

Schon die alten Griechen hatten allerdings beobachtet, dass es bestimmte pflanzliche Bewegungsrhythmen gibt. Androsthenes von Thassos, der im Auftrag von Alexander dem Großen reiste, hielt bereits im 4. Jahrhundert v. Chr. fest, dass sich die Blätter der Tamarinde tagsüber öffnen und nachts schließen. Und auch in anderen botanischen Werken aller Zeiten und Länder finden sich ähnliche Beobachtungen. 1260 beschrieb Albertus Magnus (1206– 1280) in De vegetabilibus (Buch der Pflanzen) die tageszeitabhängigen Blattbewegungen einiger Hülsenfrüchtler, während John Ray (1627–1705) in seinem Werk Historia plantarum (Geschichte der Pflanzen; 1686) erstmals von »phytodynamischen« Pflanzenphänomenen sprach, die sich an Tag und Nacht orientieren. 1729 beobachtete Jean-Jacques d’Ortous de Mairan (1678–1771), dass die Mimose ihre Blätter ungefähr im Vierundzwanzigstundenrhythmus öffnet und schließt, und schloss daraus, dass sie eine Art innere Uhr besitzen müsse, die die Blattstellung steuere. Dass Pflanzen schlafen, war vor Linné also schon anderen aufgefallen, doch ihm kommt das große Verdienst zu, das Thema als Erster systematisch behandelt zu haben. Linné erklärt nicht, warum sich Pflanzen so verhalten, erkennt aber intuitiv, dass das Licht und nicht die Temperatur Ursache der veränderten Blattstellung ist. Er klassifiziert im Wesentlichen die Pflanzen, bei denen er dieses Phänomen beobachtet, und nennt die nächtliche Blattstellung den »Schlaf der Pflanzen«.

Anders als so mancher in den letzten Jahren versteht Linné den Schlaf der Pflanzen nicht als Metapher, sondern vergleicht ihn durchaus mit dem tierischen Schlaf. Denn Pflanzen ändern nachts beispielsweise ihre Position. Bei Arten mit ledrigen Blättern wie Eiche, Olive oder Lorbeer mag das kaum zu sehen sein, bei Arten mit zarten Blättern dafür umso besser. Wie bei den Tieren wählen Pflanzen je nach Art unterschiedliche Schlafpositionen. So wie die Ente nachts den Kopf unter den Flügel steckt, der Ochse sich niederlegt und der Igel zusammenrollt, richtet der Spinat seine Blätter zur Stängelspitze hin auf oder neigen Springkraut und Bohnen ihre Blätter nach unten. Der Klee, wie der von Linné beobachtete Lotus corniculatum, ordnet seine Blätter um die Blüten, während die Lupinen aus derselben Familie ihr Blattwerk abwärts richten. Die Blätter des Waldsauerklees, die aus drei herzförmigen Blättchen bestehen, klappen entlang der Mittelader zu und hängen schließlich vom Stängelende kopfüber herab.

Blätter in Tag- und Nachtstellung. Von oben, nach links: Telegrafenpflanze (Desmodium gyrans – Codariocalyx motorius), Kreta-Hornklee (Lotus creticus), Senna pubescens, Senna corymbosa, Blaugrüner Tabak (Nicotiana glauca), Kleefarn (Marsilea quadrifoliata).

Die vielfältigen Schlafpositionen gehorchen allerdings einem allgemeinen Gesetz: Die Blätter nehmen nachts bevorzugt die Stellung ein, die sie als Keim innehatten. Darum rollt sich das eine Blatt zum Tütchen zusammen, faltet sich das andere zum Fächer, klappt das dritte entlang der Mittelader zu. Im Schlaf wollen am liebsten alle in die Position ihrer ersten Wachstumsphase zurückkehren.

Doch es bestehen noch mehr Ähnlichkeiten mit dem Schlaf der Tiere. Wie im Tierreich schlafen Pflanzen in der Jugend mehr. Mit dem Alter verlängern sich dann die Wachphasen und die Pflanzen schlafen schlechter ein – genau wie Tiere und Menschen! Hat die Pflanze ein bestimmtes Alter erreicht, reagieren die Blätter mancher Arten kaum noch auf die Auslöser, die normalerweise zur Schlafstellung führen. Doch welche Auslöser sind das? Warum öffnen Pflanzen tagsüber ihre Blätter und schließen sie nachts? Welche Ereignisse bestimmen, wann Pflanzen »einschlafen« und »aufwachen«? Auf all diese Fragen gibt es noch keine schlüssigen Antworten. Doch mit dem Fortschritt der Wissenschaft in den kommenden Jahren könnte sich das Pflanzenreich schon bald als überaus nützliches Modell der Schlafforschung erweisen – und als machtvolles genetisches Instrument, das unser Wissen über die Mechanismen und Störungen des biologisch so wichtigen Schlafs bereichert.

Schlussfolgerungen

INSTINKTIV UND UNBESEHEN sprechen wir Pflanzen gern zwei Eigenschaften ab: Wir halten sie für unfähig zu Bewegung und Empfindung. Und weil wir beide Eigenschaften hoch schätzen, prägt dies unseren Blick auf das Pflanzenreich entscheidend. Doch anders als der Mensch nun schon jahrhundertelang glaubt, handelt es sich beidesmal keineswegs um natürliche Defizite der Pflanzen, sondern vielmehr um ein schlichtes und dafür umso langlebigeres kulturelles Konstrukt, das bis auf das alte Griechenland und Aristoteles zurückgeht. Der antike Philosoph und Naturforscher hielt Pflanzen für seelenlos, und das Pflanzenreich lag für ihn daher »eine kleine Stufe« unter dem der Tiere. Aristoteles sah in der Seele das Formprinzip des Lebens und die Ursache aller Bewegung, er betrachtete das Bewegungsvermögen als die Eigenschaft, die die belebte Welt von unbelebten Objekten wie Steinen trennt. Und da sich die sesshaften Pflanzen kaum oder gar nicht bewegen, siedelte er sie an der Schwelle vom Unbelebten zum Belebten an.

Erst Ende des 19. Jahrhunderts geriet die scharfe Trennung von Pflanzen- und Tierreich ins Wanken, blieb in der allgemeinen Vorstellung aber weiterhin lebendig. Erst heute erkennt zumindest die Wissenschaft vorbehaltlos an, dass zwischen Pflanzen und Tieren kein qualitativer, sondern ein quantitativer Unterschied besteht. Die Tiere nutzen Rohstoffe und Energiereserven, die von Pflanzen erzeugt werden. Die Pflanzen nutzen zur Befriedigung ihrer Bedürfnisse die Sonne. Die Tiere sind von den Pflanzen, die Pflanzen von der Sonne abhängig.

Aus dieser Beobachtung leitet sich eine neue Einschätzung des Pflanzenreichs und seiner Rolle in der Biosphäre ab: Das Pflanzenreich nimmt eine Mittlerrolle zwischen Sonne und Tierreich ein, das heißt, Pflanzen oder besser gesagt ihre einzigartigen Zellorganellen, die Chloroplasten, bilden das Bindeglied zwischen der organischen Welt (also all dem, was wir Leben nennen) und dem Energiezentrum unseres Sonnensystems. Pflanzen spielen für das Leben auf unserem Planeten eine fundamentale Rolle. Tiere nicht.

Wie neuere Forschungen zeigen, besitzen Pflanzen nicht nur Empfindungs- und Sinnesvermögen, sondern können auch untereinander und mit Tieren kommunizieren, schlafen, sich erinnern und sogar das Verhalten anderer Arten beeinflussen. Und man kann sie zweifellos als intelligente Organismen bezeichnen: Ihre Wurzeln bilden eine Front, die unaufhaltsam vorwärtsrückt – und über unzählige Kommandozentralen vefügt. Während das Wurzelwerk wächst und gedeiht, fungiert es als eine Art kollektives Gehirn oder verteilte Intelligenz, das die Pflanze steuert und lebenswichtige Informationen, etwa für die Nahrungsaufnahme, erfasst.

Neueste Erkenntnisse der Pflanzenbiologie lassen darauf schließen, dass pflanzliche Organismen Informationen ihrer Umgebung erfassen, speichern, weitergeben, verarbeiten und selbst nutzen. Wie es den genialen Geschöpfen gelingt, Informationen zu erfassen, zu verarbeiten und sich für ein entsprechendes Verhalten zu entscheiden, ist Gegenstand der Pflanzenneurobiologie.

Die Erforschung pflanzlicher Kommunikations- und Sozialsysteme führt schon seit einigen Jahren zur Entwicklung völlig neuartiger, bisher unvorstellbarer Anwendungstechnologien. Seit Längerem sind Plantoide, also Roboter, die pflanzliche Fähigkeiten nachahmen, in aller Munde. Die neue Generation der Plantoiden könnte den bisherigen, von menschlichen und tierischen Eigenschaften beeinflussten Robotern (Androide) schon in Kürze den Platz streitig machen. Es gibt heute zudem Projekte zum Aufbau von Informationsnetzen, die auf Pflanzen beruhen: Das Greenternet macht sich Pflanzen als ökologische Vermittler zunutze und stellt Parameter, die von Wurzeln und Blättern überwacht werden, in Echtzeit ins Internet. Das pflanzliche Internet könnte aus unserem Alltag schon bald nicht mehr wegzudenken sein: Es wird uns über näher kommende Giftwolken oder ganz allgemein über Luft- und Bodenqualität informieren und uns vor Lawinen und Erdbeben warnen. Auch die Entwicklung eines Phytocomputers rückt in greifbare Nähe. Seine Algorithmen beruhen auf Kalkulationssystemen von Pflanzen (unconventional computing).

Doch nicht nur Robotertechnik und Informatik lassen sich vom Pflanzenreich inspirieren. Pflanzen halten auch zahlreiche innovative Lösungen für unsere dringendsten Probleme bereit. Im Übrigen hat die Welt der Lebewesen schon vor Jahrhunderten Erfinder zu bioinspirierten Anwendungen angeregt: Man denke nur an Leonardo da Vinci und seine Fluggeräte, die er Vögeln abgeschaut hat. Lange Zeit hat der Mensch seinen Blick dabei nur auf das Tierreich gerichtet, weil es ihm besonders nahesteht. Doch seit einigen Jahren entdeckt er ebenso den Schatz, den es im Pflanzenreich zu heben gilt. Vielleicht finden wir dort eines Tages überraschende Heilmittel für schwere Krankheiten, neue saubere Energieformen oder innovative Materialien. Das Pflanzenreich hält unzählige Möglichkeiten bereit, die von Chemie und Biologie noch längst nicht erforscht sind.

Offenbar sind Pflanzen nicht nur Grundbestandteil des Lebens, sondern auch ein großes Geschenk an die Menschheit und ihre Intelligenz – das sie oft achtlos wegwirft. Der Mensch kennt schätzungsweise nur 5 bis 10 Prozent aller pflanzlichen Lebewesen auf der Erde und stellt daraus 95 Prozent seiner wichtigsten Arzneimittel her.

Wir lassen es zu, dass jedes Jahr zig Arten aussterben, über die wir nichts wissen. Und mit ihnen gehen wer weiß wie viele Dinge für immer verloren, von denen die Menschheit hätte profitieren können. Wenn wir uns bewusst machen, dass Pflanzen empfinden, kommunizieren, sich erinnern, lernen und Probleme lösen, werden wir uns ihnen eines Tages vielleicht nahe fühlen, sie gründlich studieren und wirksam schützen.

Angesichts der wissenschaftlichen Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte wundert es nicht, dass die Eidgenössische Ethikkommission für die Biotechnologie im Ausserhumanbereich (EKAH), die 1998 vom Schweizer Bundesrat eingerichtet wurde, 2008 ein viel beachtetes Dokument veröffentlichte: Die Würde der Kreatur bei Pflanzen. Die moralische Berücksichtigung von Pflanzen um ihrer selbst willen.

Es mag kühn erscheinen, die Vorstellung der Würde, die unsere Menschheitsgeschichte geprägt hat, auf Pflanzen zu übertragen, doch es ist ein erster Schritt, um dem Pflanzenreich Rechte zuzubilligen, die von menschlichen Interessen unabhängig sind. Würde bedeutet, dass Pflanzen unsere Achtung verdienen, dass wir ihnen gegenüber zu etwas verpflichtet sind. Halten wir Pflanzen allerdings nur für simple Objekte, für passive Apparate, die unweigerlich ihr Programm abspulen, oder für Organismen, die einzig und allein unseren Interessen dienen, ja dann muss ein Attribut wie Würde absurd und widersinnig klingen. Doch wenn wir in Pflanzen aktive, anpassungsfähige, zur subjektiven Wahrnehmung fähige Organismen sehen, die ein von uns unabhängiges Recht auf Leben besitzen, gibt es gute Gründe, von Würde zu sprechen.

Jagadish Chandra Bose (1858–1937), einer der ersten modernen indischen Naturwissenschaftler und eine legendäre Persönlichkeit der indischen Zeitgeschichte, schrieb Anfang des 20. Jahrhunderts: »Bäume leben so ähnlich wie wir. Sie essen und wachsen, kämpfen mit der Armut, sind betrübt und leiden. Sie können stehlen, sich aber auch gegenseitig helfen, Freundschaften schließen und ihr Leben für die Nachkommen opfern.« Nach Bose sind Pflanzen und Tiere grundsätzlich gleich.

Vieles mag umstritten, vieles noch zu erforschen sein. Doch in einem Punkt war sich die »Ethikkommission für Biotechnologie« aus Moralphilosophen, Molekularbiologen, Naturwissenschaftlern und Ökologen einig: Unser Umgang mit Pflanzen darf nicht willkürlich sein. Die wahllose Zerstörung von Pflanzen ist ethisch nicht zu rechtfertigen.

Dass Pflanzen Rechte haben, bedeutet allerdings nicht, dass wir sie nun nicht mehr oder nur in geringerem Maße nutzen dürfen. Wenn wir Tieren Würde zusprechen, heißt das ja auch nicht, dass wir sie aus unserer Nahrungskette streichen oder Tierversuche völlig verbieten.

Tiere galten über Jahrhunderte als Automatenwesen, denen jede Vernunft fehlt. Erst seit wenigen Jahrzehnten gestehen wir ihnen Rechte und Würde zu. Tiere sind heute keine Objekte mehr. Und unsere veränderte Perspektive hat in fast allen modernen Ländern zu Gesetzen geführt, die die Würde der Tiere schützen. Für Pflanzen gibt es bislang nichts dergleichen. Die Debatte über ihre Rechte steht noch ganz am Anfang, doch wir sollten sie nicht länger aufschieben.

Pflanzen spannen viele Tierarten für sich ein: Insekten, Vögel, Reptilien und sogar Säugetiere verbreiten ihre Pollen in alle Himmelsrichtungen. Hier erhält ein Puderquastenstrauch (Mimosa grandiflora) Besuch von Kolibris. Illustration aus Robert John Thornton, The Temple of Flora (1799-1807)

Die Genesis erzählt uns die Geschichte von der Arche Noah: Pflanzen finden dort mit keinem Wort Erwähnung. Sie gelten offensichtlich nicht als Lebewesen. Jacopo Bassano: Der Einzug der Tiere in die Arche Noah, 1575

Viele in der Familie Darwin betrachteten Pflanzen als intelligente Lebewesen. Charles Darwin, von George Richmond

Sein Sohn Francis Darwin, Professor für Pflanzenphysiologie in Cambridge. Bei der Eröffnung der Jahreskonferenz der British Association for the Advancement of Science 1908 brachte er unverblümt seine Meinung zum Ausdruck, dass Pflanzen über kognitive Fähigkeiten verfügen.

Jean-Baptiste Lamarck ist der Schöpfer des Wortes »Biologie«. Er studierte die Mimosa pudica und ihre Fähigkeit, Reize zu unterscheiden und wiederzuerkennen.

Walter Hood Fitch veröffentlichte 1874 diese Pflanzenzeichnungen. Nummer 9 zeigt die Akee-Frucht, die lebensbedrohlich sein kann, wenn man sie noch unreif genießt.

Der Löwenzahn vertraut seine Samen dem Wind an. Jedes Samenkorn der »Pusteblume« hängt an einem eigenen Fallschirm und kann so große Entfernungen zurücklegen.

Pollen unter dem Mikroskop: Die Natur zeigt sich hier in ihrer verschwenderischen Formenvielfalt.

Blattadern sind nur ein Beispiel dafür, dass Pflanzen hochleistungsfähige Netzwerke bilden können.

Zahlreiche Pflanzen wie die Sonnenblume erkennen, wer zur Familie gehört, und verhalten sie überaus sozial.

Eine Kannenpflanze (Nepenthes villosa). Fleischfressende Pflanzen sind das Ergebnis einer evolutionären Anpassungsleistung: Sie mussten in Gegenden überleben, in denen der lebensnotwendige Stickstoff knapp war.

Pflanzen senden zahlreiche elektrische Signale aus, die man mit den geeigneten Geräten auffangen kann.

Pflanzen spüren sehr genau, aus welcher Richtung Licht einfällt und wie stark es ist. Sie richten ihre Blätter so aus, dass sie das Licht optimal nutzen können.

In der Wurzelspitze werden zahlreiche Aktionspotenziale erzeugt. Mithilfe von Mikroelektroden kann man diese im Labor aufzeichnen.

In den modernen Laboren der Pflanzenphysiologie sind die Wurzelhaare der Kleinen Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) ein klassischer Forschungsgegenstand.

Rekonstruktion der Leitungsgefäße einer Wurzel.

Mammutbäume sind die größten Lebewesen auf unserem Planeten. Ausgewachsene Exemplare werden so hoch wie ein 26-stöckiger Wolkenkratzer. Und natürlich sind ihre unterirdischen Wurzeln ebenso gewaltig.

© der Farbtafeln mit freundlicher Genehmigung von Stefano Mancuso

Literaturhinweise

Erstes Kapitel

Zum Schlaf der Pflanzen, den wir im fünften Kapitel noch ausführlicher betrachten, siehe:

– ARISTOTELES, Kleine naturwissenschaftliche Schriften (Parva naturalia), hrsg. und übers. von Eugen Dönt, Ditzingen 1997.

– JOHN RAY, Historia plantarum, species hactenus editas aliasque insuper multas noviter inventas & descriptas complectens, London 1686–1704.

– JEAN-JACQUES D’ORTOUS DE MAIRAN, Observation botanique. Histoire de l’Académie Royale des Sciences, Paris 1729.

Weiterführende Literatur zum Schlaf von Drosophila melanogaster, siehe:

– PAUL J. SHAW ET AL. (2000), »Correlates of Sleep and Waking in Drosophila melanogaster«, in: Science, 287 (5459): 1834–1837. Den Artikel findet man auch auf der Internetseite der Zeitschrift Science (http://www.sciencemag.org/content/287/5459/1834.full; DOI:10.1126/science. 287.5459. 1834).

Zur Geschichte der Vorstellung, Pflanzen seien kopfüber im Boden steckende Menschen, siehe:

– LUCIANA REPICI, Uomini capovolti. Le piante nel pensiero dei Greci, Bari 2000.

In ihrem Werk The Power of Movement in Plants, John Murray, London 1880, widersprechen Charles und Francis Darwin der Vorstellung, Pflanzen seien im Wesentlichen bewegungsunfähig oder verfügten nur über unbewusstes Bewegungsvermögen. Als ein Meilenstein der Pflanzenneurobiologie wurde das Buch 2009 von der Cambridge University Press neu aufgelegt. Die deutsche Übersetzung Das Bewegungsvermögen der Pflanzen, von Charles Darwin mit Unterstützung von Francis Darwin, stammt von J. Victor Carus, Stuttgart, 1881.

Die Rede von Darwins Sohn ist in der Zeitschrift Science nachzulesen:

– FRANCIS DARWIN, »The Address of the President of the British Association for the Advancement of Science«, in: Science, 18. September 1908, S. 353–362.

Zweites Kapitel

Alan Weisman geht in seinem spannenden Buch von der Annahme aus, dass der Mensch plötzlich von der Erde verschwindet, und erlaubt sich den Spaß, vorherzusagen, wie sich die anderen Arten verhalten werden:

– ALAN WEISMAN, The World Without Us, New York 2007 (http://www.worldwithoutus.com). (deutsch: Die Welt ohne uns. Reise über eine unbevölkerte Erde, München 2008)

Zur wohltuenden Wirkung von Pflanzen im Hinblick auf Stress, Genesung, Konzentrationsvermögen und anderen psychophysischen Parametern liegen bisher nur wenige abgeschlossene Studien vor. Siehe:

– NIGEL DUNNET und MUHAMMAD QASIM (2000), »Perceived Benefits to Human Well-being of Urban Gardens«, in: Hortecnology, 10, S. 40–45.

– MARY KREHBIEL HONEYMAN (1991), Vegetation and Stress: a Comparison Study of Varying Amounts of Vegetation in Countryside and Urban Scenes. The Role of Horticulture in Human Well-Being and Social Development: a National Symposium, Portland, Oregon, S. 143–145.

– CAROLYN M. TENNESSEN, BERNADINE CIMPRICH (1995), »Views to Nature: Effects on Attention«, in: Journal of Environmental Psychology, 15, S. 77–85.

– ROGER S. ULRICH (1984), »View through a Window May Influence Recovery from Surgery«, in: Science, 224 (4647), S. 420–421.

– STEFANO MANCUSO, SIMONA RIZZITELLI, ELISA AZZARELLO (2006), »Influence of green vegetation on children’s capacity of attention: a case study in Florence, Italy«, in: Advances in Horticultural Science, 20, S. 220–223.

Drittes Kapitel

Zur Einführung in die Welt der fleischfressenden Pflanzen siehe:

– PETER D’AMATO, The Savage Garden, Berkeley (CA) 1998.

Folgende Veröffentlichungen beschäftigen sich mit der beeindruckenden Welt der Kannenpflanzen (Nepenthes):

– CHARLES CLARKE, Nepenthes of Borneo, Natural History Publications, Kota Kinabalu, Sabah 1997.

– CHARLES CLARKE, Nepenthes of Sumatra and Peninsular Malaysia, Natural History Publications, Kota Kinabalu, Sabah 2001.

Die Lektüre von Charles Darwin, Insectenfressende Pflanzen, Stuttgart 1876, ist natürlich ein Muss. Die deutsche Ausgabe in der Übersetzung von Julius Victor Carus findet sich ebenso wie das englische Original (Insectivorous plants, London 1875) kostenlos im Internet (siehe etwa unter http://darwin-online.org.uk).

Zur Erstbeschreibung der Venusfliegenfalle siehe: John Ellis, »Botanical Description of a New Sensitive Plant, Called Dionaea muscipula or Venus’s Fly-trap. A newly discovered sensitive plant: in a letter to Sir Charles Linnaeus«, in: Directions for Bringing over Seeds and Plants from the East-Indies and Other Distant Countries, London 1770, S. 35–41. Der Text ist wie Darwins Werke leicht im Internet zu finden, etwa unter: http://huntbot.andrew.cmu.edu/HIBD/Departments/Library/Library-PDF/Ellis-Seeds.pdf.

Zu den präkarnivoren Pflanzen siehe den erhellenden Artikel von MARK CHASE ET AL. (2009) »Murderous Plants: Victorian Gothic, Darwin and Modern Insights into Vegetable Carnivory«, in: Botanical Journal of the Linnean Society, 161, S. 329–356.

Zur Fähigkeit der Pflanzen, Laute hervorzubringen, siehe den Artikel von MONICA GAGLIANO, STEFANO MANCUSO, DANIEL ROBERT (2012), »Toward Understanding Plant Bioacustic«, in: Trends in Plants Science, 17(6), S. 323–325.

Das »Schwarmverhalten« bei Pflanzen erläutert ein Beitrag von MARZENA CISZAK ET AL. (2012) »Swarming Behavior in the Plant Roots«, in: Plos One, 7(1), e 29759 (doi:10.1371/journal.pone.0029759).

Erst vor Kurzem wurden fleischfressende Pflanzen entdeckt, die mit speziellen Blättern unterirdisch auf Beutefang gehen. Die Literatur ist entsprechend rar, ein kostenloser Artikel zu dem Thema findet sich jedoch im Internet:

– CAIO G. PEREIRA ET AL. (2012), »Underground Leaves of Philcoxia Trap and Digest Nematodes«, in: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), unter http://www.pnas.org/content/early/2012/01/04/1114199109.

Zur Theorie der pflanzlichen »Augen« von GOTTLIEB HABERLANDT siehe sein Werk Sinnesorgane im Pflanzenreich zur Perception mechanischer Reize, Leipzig 1901. Der inzwischen urheberfreie Text kann im Internet unter: http://archive.org/details/sinnesorganeimp00habegoog heruntergeladen werden.

Viertes Kapitel

Zum hochkomplexen Schließmechanismus der Stomata siehe: DAVID PEAK ET AL. (2004), »Evidence for Complex, Collective Dynamics and Emergent, Distributed Computation in Plants«, in: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 101(4), S. 918–922.

Zur Kommunikation zwischen Pflanzen und insbesondere der Fähigkeit von Wurzeln, Verwandte von Nichtverwandten zu unterscheiden und sich entsprechend zu verhalten, siehe:

– SUSAN A. DUDLEY und AMANDA L. FILE (2007), »Kin Recognition in an Annual Plant«, in: Biology Letters, 3, S. 435–438.

– RAGAN M. CALLAWAY, BRUCE E. MAHALL (2007), »Family Roots«, in: Nature, 448, S. 145–147.

Zur »Schüchternheit der Baumkronen« und einer modernen, vorurteilsfreien Sicht auf die Pflanzenwelt empfiehlt sich das grundlegende Werk von FRANCIS HALLÉ, Plaidoyer pour l’arbre, Arles 2005.

Näheres über den symbiotischen Ursprung der Mitochondrien und ihre Bedeutung für die Entwicklung höherer Lebensformen erfährt man in:

– NICK LANE, WILLIAM MARTIN (2010), »The Energetics of Genome Complexity«, in: Nature, 467, S. 929–934.

– J. CAMERON THRASH ET AL. (2011), »Phylogenomic Evidence for a Common Ancestor of Mitochondria and the SAR11 Clade«, in: Scientific Reports 1, S. 13 (DOI: 10.1038/srep00013).

Zu der Verteidigungsstrategie der Pflanzen, die natürlichen Feinde ihrer Fressfeinde anzulocken, siehe:

– MARCEL DICKE ET AL. (1999), »Jasmonic Acid and Herbivory Differentially Induce Carnivore-Attracting Plant Volatiles in Lima Bean Plants«, in: Journal of Chemical Ecology, 25, S. 1907–1922.

Näheres zu den hohlspiegelartig geformten Blättern, mit denen Pflanzen Fledermäuse als Bestäuber anlocken, findet man in:

– RALPH SIMON ET AL. (2011), »Floral Acoustics: Conspicuous Echoes of a Dish-Shaped Leaf Attract Bat Pollinators«, in: Science, 333 (6042), S. 631–633.
Der Vollständigkeit halber zitieren wir das Abstract des Artikels:
Zahlreiche Blüten locken durch ihre Schönheit tagaktive Bestäuber wie Bienen oder Vögel an, die sich visuell orientieren. Wir haben untersucht, ob Blüten, die von Fledermäusen bestäubt werden, analoge echo-akustische Signale entwickelt haben, mit denen sie die Bestäuber anlocken, die sich über Echoortung orientieren.
Wir konnten zeigen, dass ein ungewöhnliches, hohlspiegelartig geformtes Laubblatt, das sich unmittelbar über dem Blütenstand der Liane Marcgravia evenia befindet, Fledermäuse zur Bestäubung anlockt. Das von dem Blatt ausgehende Echo erfüllt alle Anforderungen an einen wirkungsvollen Funkturm: Das gesendete Signal ist stark, multidirektional und erkennbar. In unseren Versuchen konnten die Blätter die Zeit, die die Fledermäuse für die Futtersuche benötigten, halbieren.

Wer mehr über den Maiswurzelbohrer und die fehlenden Gene zur Caryophyllen-Produktion bei modernen amerikanischen Maissorten erfahren möchte, siehe:

– SERGIO RASMANN ET AL. (2005), »Recruitment of Entomopathogenic Nematodes by Insect-Damaged Maize Roots«, in: Nature, 434, S. 732–737.

– CHRISTIANE SCHNEE ET AL. (2006), »A Maize Terpene Synthase Contributes to a Volatile Defense Signal that Attracts Natural Enemies of Maize Herbivores«, in: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 103, S. 1129–1134.

Näheres zur Gentechnik, die dem Mais sein ursprüngliches, durch Züchtung verloren gegangenes Verteidigungssystem gegen den Maiswurzelbohrer zurückgegeben hat, siehe:

– JÖRG DEGENHARDT ET AL. (2009), »Restoring a Maize Root Signal that Attracts Insect-Killing Nematodes to Control a Major Pest«, in: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 106, S. 13213–13218.

Die Vorstellung, dass Pflanzen nicht nur Tiere, sondern auch den Menschen manipulieren, wird von Michael Pollan offensiv vertreten und belegt: The Botany of Desire. A Plant’s-Eye View of the World, New York 2001 (deutsch: Die Botanik der Begierde. Vier Pflanzen betrachten die Welt, München 2002).

Zur Verbreitung von Samen durch Fische siehe:

– J. T. ANDERSON ET AL. (2011), »Extremely Long-Distance Seed Dispersal by an Overfished Amazonian Frugivore«, in: Proceedings of the Royal Society, B 278, S. 3329–3335.

Hinsichtlich der Kommunikation zwischen fleischfressenden Kannenpflanzen und Camponotus-Ameisen weisen wir auf folgenden Artikel hin:

– DANIEL G. THORNHAM ET AL. (2012), »Setting the Trap: Cleaning Behaviour of Camponotus schmitzi Ants Increases Long-Term Capture Efficiency of their Pitcher Plant Host, Nepenthes bicalcarata«, in: Functional Ecology, 26, S. 11–19.

Die Kannenpflanze Nepenthes raja auf Borneo pflegt enge Freundschaft mit Ratten. Als Gegenleistung für den Nektar der Pflanze hinterlassen die Ratten Kot in der Falle und verbessern so den Stickstoffhaushalt der Pflanze. Hierzu empfiehlt sich der Artikel von MELINDA GREENWOOD ET AL. (2011), »Unique Resource Mutualism between the Giant Bornean Pitcher Plant, Nepenthes raja, and Members of a Small Mammal Community«, in: Plos One, 6(6), e21114.

Fünftes Kapitel

Im Juni 2014 hat die russische Software Eugene Goostman die 30-Prozent-Marke erstmals geknackt und damit den Turing-Test formal bestanden. Allerdings wurden unmittelbar danach Zweifel laut, ob der Computer den Test tatsächlich bestanden habe, da die Versuchsanordnung sehr maschinenfreundlich war: Die Software gab vor, ein 13-jähriger Junge aus der Ukraine zu sein, der nur mangelhaft Englisch spricht. Zudem »redete« er lediglich 2,5 Minuten mit den Juryteilnehmern.

Zum Schlaf der Pflanzen, siehe die bereits im ersten Kapitel zitierten Werke von ARISTOTELES, JEAN-JACQUES D’ORTOUS DE MAIRAN, JOHN RAY und PAUL J. SHAW ET AL.

Über die effizienten Netze von Schimmelpilzen berichten ATSUSHI TERO ET AL. (2010), »Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design«, in: Science, 327 (5964), S. 439–442 (DOI:10.1126/science.11778 94).

Wir geben hier das Abstract wieder:

Transportnetze sind in sozialen und biologischen Systemen allgegenwärtig. Alle leistungsfähigen Netze müssen dabei ein komplexes Gleichgewicht zwischen Kosten, Übertragungseffizienz und Fehlertoleranz gewährleisten. Weil sich biologische Netze unter mehrfachem evolutionsgeschichtlichen Selektionsdruck entwickelt haben, ist anzunehmen, dass sie angemessene Lösungen für solche kombinatorischen Optimierungsprobleme gefunden haben. Sie bilden sich zudem ohne Hilfe einer zentralen Steuerungsinstanz und dürften daher im Allgemeinen eine einfach skalierbare Lösung für ständig wachsende Netze bieten. Wir zeigen, dass die Netze des Schleimpilzes Physarum polycephalum hinsichtlich Effizienz, Fehlertoleranz und Kosten mit vorhandenen Infrastrukturnetzen, in diesem Falle dem Tokioter Bahnnetz, vergleichbar sind.

Die für die Bildung anpassungsfähiger Netze erforderlichen Grundmechanismen lassen sich in einem von der Biologie inspirierten, mathematischen Modell darstellen, das beim Bau von Netzen in anderen Bereichen von Nutzen sein kann.

Zur Amöbe und ihrer Fähigkeit, sich in Labyrinthen zurechtzufinden, siehe besonders den Beitrag von TOSHIYUKI NAKAGAKI, HIROYASU YAMADA, ÁGOTA TÓTH (2000), »Maze-Solving by an Amoeboid Organism«, in: Nature, 407, S. 470 (doi:10.1038/35035159).

Näheres zur Verwendung des Begriffs Intelligenz im Zusammenhang mit Pflanzen, siehe:

– ANTHONY TREWAVAS (2003), »Aspects of Plant Intelligence«, in: Annals of Botany, 92 (1), S. 1–20.

Zum Einstieg zitieren wir das Abstract:

Pflanzen gelten normalerweise nicht als intelligent. Dennoch bin ich der Meinung, dass diese Einschätzung lediglich eine Folge ihres sesshaften Lebensstils ist und sich nicht halten lässt, wenn man die pflanzliche Fähigkeit zur Berechnung komplexer Umweltaspekte richtig beurteilt. Der vorliegende, erklärtermaßen provokante Artikel widmet sich zahlreichen Fragen zu diesem Thema. Wendet man den Begriff der Intelligenz auf pflanzliche Verhaltensweisen an, führt dies nicht nur zu einem besseren Verständnis ihres komplexen Signalübertragungssystems und der Unterscheidungs- und Empfindungsfähigkeit, dank derer Pflanzen ein Abbild ihrer Umwelt erzeugen, sondern auch zu der wichtigen Frage, wie Pflanzen ihre Reaktionen berechnen. Ferner berücksichtigen wir mögliche Ansätze, mit denen sich Lernfähigkeit und Erinnerungsvermögen von Pflanzen untersuchen lassen.

In einem weiteren Artikel stellt derselbe Autor die These auf, dass man Pflanzen als »Prototypen intelligenter Organismen« betrachten müsse: ANTHONY TREWAVAS, »Plant Intelligence« (2005), in: Naturwissenschaften, 92, S. 401–413 (doi:10.1007/s00114-005-0014-9).

Wir zitieren das Abstract:

Intelligentes Verhalten ist ein komplexes evolutionsgeschichtliches Anpassungsphänomen, das Organismen befähigt, sich auf veränderte Umweltbedingungen einzustellen. Weil die Maximierung der eigenen Stärke erfordert, in Konkurrenzsituationen die notwendigen Ressourcen (Nahrung) zu finden, sind wir von der Annahme ausgegangen, dass intelligentes Verhalten bei dieser Aktivität am ehesten zutage tritt.

Nach Meinung von Biologen gehören zur Intelligenz, also zur Problemlösungsfähigkeit in wiederkehrenden und neuen Situation, eine detaillierte Sinneswahrnehmung, die Fähigkeit zur Informationsverarbeitung, Lernfähigkeit, Erinnerungsvermögen, Entscheidungsfähigkeit, eine Optimierung der Nahrungssuche zu minimalen Kosten, Selbstwahrnehmung und die Fähigkeit, Vorhersagen auf der Basis von Zukunftsmodellen zu treffen. In dem vorliegenden Artikel beleuchte ich Befunde, die zeigen, dass einzelnen Pflanzenarten all diese intelligenten Verhaltensmöglichkeiten zur Verfügung stehen – wobei sie dies durch phänotypische Plastizität und nicht durch Bewegung erreichen. Zudem lassen sich die meisten dieser Eigenschaften beim Konkurrenzkampf um Nahrung nachweisen. Pflanzen müssen daher als Prototypen intelligenter Organismen gelten. Dieses Konzept hat für die Erforschung der pflanzlichen Kommunikations-, Kalkulations- und Signalübertragungsfähigkeiten beträchtliche Folgen.

Zum Thema der pflanzlichen Intelligenz siehe auch:

– PACO CALVO GARZÓN, FRED KEIJZER (2011), »Plants: Adaptive Behaviour, Root-Brains, and Minimal Cognition«, in: Adaptive Behavior 19, S. 155 (doi:10.1177/1059712311409446).

Der Artikel spricht von einem »Wurzelgehirn« und Schaltzentralen in der Wurzel und erkennt Pflanzen gewisse kognitive Fähigkeiten zu. Die Autoren schreiben:

Im Zusammenhang mit tierischem und menschlichem Anpassungsverhalten ist die pflanzliche Intelligenz bisher kaum berücksichtigt worden. Vor diesem Hintergrund stellen wir aktuelle Studien zu pflanzlicher Intelligenz und ihren Erscheinungsformen vor, die unsere Aufmerksamkeit verdienen. Ferner diskutieren wir ihr Potenzial, wichtige Erkenntnisse für die allgemeine Erforschung des Anpassungsverhaltens beizutragen. Dazu geben wir zunächst einen kurzen Überblick über das pflanzliche Anpassungsverhalten, um die These zu verdeutlichen, dass Pflanzen handelnde Wesen sind. Dann beschäftigen wir uns mit der »Pflanzenneurobiologie« und erläutern die wiederentdeckte These von Darwin, dass Pflanzen eine in den Wurzelspitzen verteilte Schaltzentrale besitzen, die ihr Verhalten steuert (Wurzelgehirn). Wir diskutieren minimale Kognitionsformen und halten Bewegungsvermögen und das Vorhandensein einer spezifischen sensorisch-motorischen Struktur dabei für Schlüsselmerkmale minimaler kognitiver Fähigkeiten. Wir kommen zu dem Schluss, dass Pflanzen über minimale kognitive Fähigkeiten verfügen, und diskutieren die Folgen und Herausforderungen, die die pflanzliche Intelligenz für die Anpassungsforschung und die Kognitionswissenschaften im Allgemeinen mit sich bringt.

Am 10. April 1882 schrieb Charles Darwin seinen, soweit wir wissen, letzten Brief. Als wolle er seinem Leben, das von der Leidenschaft für die Botanik geprägt war, einen letzten Stempel aufdrücken, widmet er sich in dem Brief beinah ausschließlich den Pflanzen. Da der Brief kurz ist, geben wir ihn hier vollständig wieder:

10. April 1882

Sehr geehrter Herr Todd!

Bitte entschuldigen Sie, dass ich mich als völlig Fremder an Sie wende und um einen Gefallen bitte. Mit größter Aufmerksamkeit habe ich Ihren hochinteressanten Artikel über die Blüten von Solanum rostratum im American Naturalist gelesen. Ich wäre Ihnen äußerst dankbar, wenn Sie mir eine kleine Schachtel mit einigen Samen senden könnten und mir gleichzeitig mitteilen, ob es sich um eine einjährige Pflanze handelt, damit ich weiß, wann ich den Samen setzen kann. So hätte ich die Freude, die Blüten zu erleben, und könnte meine Versuche an ihnen durchführen. Ich möchte mich jedoch in keiner Weise in Ihre Arbeit einmischen. Also schicken Sie mir die Samen bitte nicht, wenn Sie die Versuche selbst durchführen möchten. Ich würde auch gerne die Blüten von Cassia chamaecrista sehen. Ich habe vor einigen Jahren entfernt vergleichbare Versuche durchgeführt, und versuche es auch dieses Jahr wieder. Ich habe meine Forschungsarbeiten auch Herrn Dr. Fritz Müller (Blumenau, Santa Catarina, Brasilien) beschrieben, und wie er mir sagte, hält er es für wahrscheinlich, dass manche Pflanzen zwei verschiedenfarbige Staubbeutel hervorbringen und die Bienen nur die Pollen des einen sammeln. Er hat daher vermutlich großes Interesse an Ihrem Artikel und würde sich freuen, wenn Sie eine Kopie entbehren und ihm zusenden könnten. Ich meine, aber mein Gedächtnis kann mich täuschen, dass er zu dem Thema einen Artikel in Kosmos veröffentlicht hat.

Ich bitte Sie höflichst um Verständnis.

Hochachtungsvoll

Ch. Darwin

P.S.: In meinem Büchlein über die Befruchtung von Orchideen findet sich unter Mormodes ignea die Beschreibung einer in der Längsachse asymmetrischen Blüte, die ich, so glaube ich, als rechts- oder linkshändige Blüten bezeichnet habe.

Um sich eine Vorstellung von dem beeindruckend komplexen Wurzelwerk zu machen, siehe:

– HOWARD J. DITTMER (1937), »A Quantitative Study of the Roots and Root Hairs of a Winter Rye Plant (Secale Cereale)«, in: American Journal of Botany, 24 (7), S. 417–420.

Die Arbeitsweise der Wurzelspitze erläutern FRANTIŠEK BALUŠKA, STEFANO MANCUSO, DIETER VOLKMANN, PETER W. BARLOW (2010), »Root Apex Transition Zone: a Signalling-Response Nexus in the Root«, in: Trends in Plant Science, 15 (7), S. 402–408.

Die elektrische Wurzelaktivität wurde erforscht in: ELISA MASI ET AL. (2009), »Spatiotemporal Dynamics of the Electrical Network Activity in the Root Apex«, in: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 106 (10), S. 4048–4053.

Über emergentes Verhalten wurden unzählige, darunter viele grundlegende Bücher geschrieben. Zur Vertiefung dieses wirklich faszinierenden Themas empfehlen wir:

– STEVEN JOHNSON, Emergence: the Connected Lives of Ants, Brains, Cities, and Software, New York 2001.

– STEPHEN WOLFRAM, A New Kind of Science, Champaign (IL) 2002.

– HAROLD J. MOROWITZ, The Emergence of Everything: How the World Became Complex, Oxford 2002.

Zum Schwarmverhalten und den emergenten Eigenschaften von Wurzeln siehe: MARZENA CISZAK ET AL. (2012), »Swarming Behavior in the Plant Roots«, in: Plos One, 7(1), e 29759 (doi:10.1371/journal.pone.0029759) sowie: FRANTIŠEK BALUŠKA, SIMCHA LEV-YADUN, STEFANO MANCUSO (2010) »Swarm Intelligence in Plant Root«, in: Trends in Ecology and Evolution, 25, S. 682–683.

Die Übersetzung dieses Buches wurde mit Unterstützung des
Segretariato Europeo per le Pubblicazioni Scientifiche erstellt

Die Übersetzerin dankt dem Deutschen Übersetzerfonds für die Förderung ihrer Arbeit.
Die Arbeit an der Übersetzung erfolgte teilweise in der »Casa Delle Traduzioni« in Rom.

© der deutschen Ausgabe: Verlag Antje Kunstmann GmbH, München 2015
© der Originalausgabe: Giunti Editore S.p.A., Florenz-Mailand 2013. www.giunti.it.
Titel der Originalausgabe: Verde brillante. Sensibilità e intelligenza del mondo vegetale
© der Abbildungen mit freundlicher Genehmigung von Stefano Mancuso
Umschlaggestaltung: Michel Keller, München
eBook-Produktion: HGV Hanseatische Gesellschaft für Verlagsservice mbH
ISBN 978-3-95614-044-0