Goldruten können andere Pflanzen in der Nähe wahrnehmen, ohne sie jemals zu berühren, indem sie die von Blättern reflektierten Anteile des fernroten Lichts wahrnehmen. Wenn Goldruten von Pflanzenfressern gefressen werden, passen sie ihre Reaktion an, je nachdem, ob eine andere Pflanze in der Nähe ist oder nicht.
Ist diese Art der flexiblen, adaptiven Reaktion in Echtzeit ein Zeichen für die Intelligenz von Pflanzen?
Die Frage ist nicht leicht zu beantworten, aber Andre Kessler, ein chemischer Ökologe, argumentiert für die Intelligenz der Pflanzen in einem Aktuelles Papier im Journal Signalgebung und Verhalten von Pflanzen.
„Es gibt mehr als 70 veröffentlichte Definitionen für den Begriff Intelligenz und es besteht keine Einigkeit darüber, was Intelligenz ist, nicht einmal innerhalb eines bestimmten Fachgebiets“, sagte Kessler, Professor an der Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Fakultät für Agrar- und Biowissenschaften.
Viele Menschen glauben, dass Intelligenz ein zentrales Nervensystem erfordert, wobei elektrische Signale als Medium zur Informationsverarbeitung dienen. Einige Pflanzenbiologen setzen Gefäßsysteme von Pflanzen mit zentralen Nervensystemen gleich und gehen davon aus, dass es in der Pflanze eine Art zentrale Einheit gibt, die es ihnen ermöglicht, Informationen zu verarbeiten und zu reagieren. Kessler widerspricht dieser Idee jedoch entschieden.
„Es gibt keine eindeutigen Beweise für Homologien mit dem Nervensystem, obwohl wir bei Pflanzen eindeutig elektrische Signale sehen. Die Frage ist jedoch, wie wichtig diese Signale für die Fähigkeit einer Pflanze sind, Umweltreize zu verarbeiten“, sagte er.
Um ihre Argumente für die Intelligenz von Pflanzen zu untermauern, haben Kessler und Co-Autor Michael Mueller, ein Doktorand in seinem Labor, ihre Definition auf die grundlegendsten Elemente eingegrenzt: „Die Fähigkeit, auf der Grundlage der Informationen, die man aus der Umgebung erhält, Probleme zu lösen und ein bestimmtes Ziel zu verfolgen“, sagte Kessler.
Als Fallstudie verweist Kessler auf seine früheren Untersuchungen zur Goldrute und ihrer Reaktion auf den Befall durch Schädlinge. Wenn Blattkäferlarven Goldrutenblätter fressen, stößt die Pflanze eine Chemikalie aus, die das Insekt darüber informiert, dass die Pflanze beschädigt ist und keine gute Nahrungsquelle mehr bietet. Diese in der Luft schwebenden Chemikalien, sogenannte flüchtige organische Verbindungen (VOCs), werden auch von benachbarten Goldrutenpflanzen aufgenommen und veranlassen diese, ihre eigenen Abwehrmechanismen gegen die Käferlarven zu entwickeln. Auf diese Weise treibt die Goldrute Pflanzenfresser zu benachbarten Pflanzen und verteilt den Schaden.
In einem 2022 Papier im Journal PflanzenKessler und Co-Autor Dr. Alexander Chautá führten Experimente durch, um zu zeigen, dass Goldruten auch höhere Anteile von fernrotem Licht wahrnehmen können, das von Blättern benachbarter Pflanzen reflektiert wird. Wenn Nachbarn vorhanden sind und Goldruten von Käfern gefressen werden, investieren die Pflanzen mehr in die Toleranz gegenüber den Pflanzenfressern, indem sie schneller wachsen, beginnen aber auch, Abwehrstoffe zu produzieren, die den Pflanzen helfen, Insektenschädlinge abzuwehren. Wenn keine Nachbarn vorhanden sind, greifen die Pflanzen nicht auf beschleunigtes Wachstum zurück, wenn sie gefressen werden, und die chemischen Reaktionen auf Pflanzenfresser sind deutlich anders, obwohl sie immer noch ziemlich hohe Mengen an Pflanzenfressern tolerieren.
„Das würde unserer Definition von Intelligenz entsprechen“, sagte Kessler. „Abhängig von den Informationen, die sie aus der Umgebung erhält, ändert die Pflanze ihr Standardverhalten.“
Auch benachbarte Goldrutenpflanzen zeigen Intelligenz, wenn sie flüchtige organische Verbindungen wahrnehmen, die auf die Anwesenheit eines Schädlings hinweisen. „Die flüchtigen Emissionen eines Nachbarn sind ein Indikator für künftigen Pflanzenbefall“, sagte Kessler. „Sie können einen Umwelthinweis nutzen, um eine künftige Situation vorherzusagen und dann entsprechend zu handeln.“
Die Anwendung des Intelligenzkonzepts auf Pflanzen könne zu neuen Hypothesen über die Mechanismen und Funktionen der chemischen Kommunikation von Pflanzen inspirieren und gleichzeitig das Denken der Menschen darüber verändern, was Intelligenz wirklich bedeutet, sagte Kessler.
Letztere Idee ist aktuell, da künstliche Intelligenz ein aktuelles Thema ist. Künstliche Intelligenz löse beispielsweise keine Probleme mit einem Ziel, zumindest noch nicht. „Künstliche Intelligenz ist nach unserer Definition von Intelligenz nicht einmal intelligent“, sagte er. Sie basiert vielmehr auf den Mustern, die sie in Informationen erkennt, auf die sie zugreifen kann.
Eine Idee, die Kessler interessiert, stammt von Mathematikern aus den 1920er Jahren, die vorschlugen, dass Pflanzen vielleicht eher wie Bienenstöcke funktionieren. In diesem Fall funktioniert jede Zelle wie eine einzelne Biene und die gesamte Pflanze ist vergleichbar mit einem Bienenstock.
„Das bedeutet, dass das Gehirn der Anlage die gesamte Anlage ist, ohne dass eine zentrale Koordination erforderlich ist“, sagte Kessler.
Anstelle elektrischer Signale gibt es im gesamten Superorganismus chemische Signale. Studien anderer Forscher haben gezeigt, dass jede Pflanzenzelle ein breites Lichtspektrum wahrnimmt und sensorische Moleküle besitzt, um sehr spezifische flüchtige Verbindungen von benachbarten Pflanzen zu erkennen.
„Sie können ihre Umgebung sehr genau riechen; jede einzelne Zelle kann das, soweit wir wissen“, sagte er. Zellen mögen spezialisiert sein, aber sie nehmen auch alle die gleichen Dinge wahr und sie kommunizieren über chemische Signale, um eine kollektive Reaktion in Bezug auf Wachstum oder Stoffwechsel auszulösen.
„Diese Idee gefällt mir sehr“, sagte er.
Mehr Informationen:
André Kessler et al, Induzierte Resistenz gegen Herbivorie und die intelligente Pflanze, Signalgebung und Verhalten von Pflanzen (2024). DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985