Tomaten, wir müssen reden: Können Pflanzen hören und sprechen?

Uns Menschen mögen sie nerven, den Pflanzen tun sie offenbar gut: Botaniker der Universität Tel Aviv fanden in einer bahnbrechenden Studie vor ein paar Jahren, dass die Schwirrgeräusche von Bienen und Faltern die Nachtkerzenart Oenothera drummondii zur Produktion von süsserem Nektar anregen. Die durchschnittliche Zuckerkonzentration im Nektar der krautigen Pflanzen mit ihren hübschen gelben Blüten erhöhte sich bei dieser Art von Brummtönen innerhalb von drei Minuten um rund 20 Prozent.

Doch waren tatsächlich die Geräusche für die verstärkte Zuckerproduktion ausschlaggebend – oder vielleicht doch eher irgendwelche anderen Umwelteinflüsse? Um diese Frage zu klären, hat nun ein Team um den Biologen und Mathematiker Uri Obolski die Schwirrgeräusche von Bienen und Faltern aufgenommen und sie über Lautsprecher Hunderten Nachtkerzen vorgespielt. Die Beschallung bewirkte den gleichen Effekt, als wären die Bestäuber tatsächlich anwesend. Präsentierten die Forschenden dagegen künstlich erzeugte Brummtöne mit anderen Frequenzen, bildeten die Pflanzen nicht mehr Zucker.

Wie Gewächse Töne wahrnehmen können, ist noch nicht restlos geklärt. Fest steht, dass Falter und Bienen durch ihre Flügelschläge Schallwellen erzeugen, die sich durch die Luft rasch ausbreiten und bei Oenothera drummondii eine Vibration der Blütenblätter auslösen. Die Leute um Obolski gehen in ihrer Studie daher von einem Mechanismus aus, «bei dem die Blüten als Hörsinnesorgan der Pflanze dienen».

Erstmals habe man zeigen können, schreiben sie, «dass Pflanzen schnell auf ökologisch relevante Weise auf das Geräusch von Bestäubern reagieren». Denn Nachtkerzen seien ja – wie die allermeisten Blumen – bei der Fortpflanzung von Pollenüberträgern abhängig. Es habe für sie also höchste Bedeutung, auf solche Insekten möglichst anziehend zu wirken. Zum Beispiel durch besonders süssen Nektar.

Bei anderen Gewächsen können Töne offenbar auch defensive Reflexe auslösen: Forscher der University of Toledo in Ohio haben nachgewiesen, dass Gänserauken (Arabidopsis thaliana) chemische Abwehrstoffe produzieren, sobald sie Kaugeräusche von Raupen wahrnehmen. Auch diese weitverbreiteten, weiss blühenden Pflanzen sind offenbar nicht nur in der Lage, irgendwelche Vibrationen zu spüren.

Sie können dabei genau differenzieren. Nur wenn ihnen die Geräusche von Blätter futternden Raupen vorgespielt wurden, erzeugten sie Senföl-Glycoside zur Abschreckung solcher Fressfeinde. Präsentierte man ihnen dagegen etwa die Klänge von im Wind rauschenden Blättern oder zirpenden Grillen, brachten sie keine Phytotoxine hervor.

Sogar das Keimen und Spriessen mancher Pflanzen lässt sich durch Töne beeinflussen. Kürzlich haben Wissenschafter des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (USA) herausgefunden, dass Reissamen auf die Geräusche von Regen reagieren: Setzt man sie in einem Wasserbad dem Geprassel von Regentropfen aus, keimen Reiskörner bis zu 40-mal schneller als ohne entsprechende Beschallung.

Wahrscheinlich helfen ihnen winzige Zellorganellen dabei, Klänge wahrzunehmen, vermuten die Forschenden. Diese sogenannten Statolithen ermöglichen es Reissamen gleichsam auch, die Schwerkraft zu erspüren. Sinken sie in Richtung Erdmitte ab, zeigt das Keimen an, wohin die Wurzeln wachsen, und damit auch, wohin sich die Stengel wenden sollen – nämlich in die Gegenrichtung der Wurzeln.

Regentropfen wiederum, die auf eine Wasserfläche aufschlagen, sind unter Wasser viel lauter als darüber. Das liegt daran, dass sie unter der Wasseroberfläche deutlich stärkere Druckwellen erzeugen. «Befindet sich ein Samenkorn nur wenige Zentimeter vom Aufprallpunkt eines Regentropfens entfernt, entspricht der Schalldruck, den es im Wasser oder im Boden erfährt, dem Schalldruck, dem es in der Luft wenige Meter neben einem Düsentriebwerk ausgesetzt wäre», schreiben die MIT-Leute.

Dieser «Lärm» wecke die Samen gleichsam aus ihrer Keimruhe auf, lasse die Statolithen Richtung Erdmitte wandern und rege die Reispflanze zum Spriessen an. Vielleicht wurden solche Zusammenhänge bereits im alten Japan erahnt. Im traditionellen japanischen Kalender aus dem 6. Jahrhundert n. Chr. heisst eine bestimmte Phase zu Frühlingsbeginn jedenfalls «Fallender Regen erweckt den Boden».

Fachleute der Königlichen Gartenbaugesellschaft (RHS) in London glauben inzwischen sogar, dass es sinnvoll sein kann, mit Pflanzen zu sprechen. Sie liessen zehn Männer und Frauen jeweils einer Tomatenpflanze einen Monat lang regelmässig Texte vorlesen. Und sie stellten fest, dass diese Pflanzen deutlich schneller wuchsen als die Kontrollpflanzen, denen nichts vorgetragen wurde.

Manche Experten vermuten, dass Kohlendioxid, das beim Sprechen entsteht, das Pflanzenwachstum anregt. Beweise stehen aber noch aus. Und unklar bliebe in jedem Fall, weshalb im Experiment der Königlichen Gartenbaugesellschaft die Tomatenpflanzen, die der Stimme einer Frau lauschten, im Durchschnitt sogar noch 2,5 Zentimeter grösser wurden als diejenigen, denen ein Mann vorlas.

Vielleicht am erstaunlichsten ist, dass manche Pflanzen offenbar nicht nur zuhören können, sondern sich auch selbst akustisch bemerkbar machen. Und zwar vor allem, wenn sie gestresst sind. Wie ein Forschungsteam um die Botanikerin Lilach Hadany von der Universität Tel Aviv 2023 berichtete, sind ihre Seufzer – eine Art Plopp-Geräusche im Ultraschallbereich – dann sogar relativ laut.

Der Gruppe gelang es, die «Unmutsäusserungen» gestresster Tomaten- und Tabakpflanzen mit Spezialmikrofonen aufzuzeichnen. Um die Versuchspflanzen gleichsam aus der Komfortzone zu holen, hatten die Forschenden manche Exemplare zuvor tagelang nicht gewässert, anderen die Stengel abgeschnitten. Prompt konnten sie in den Experimenten den verschiedenen Varianten der (für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbaren) Ultraschalltöne mithilfe von Computerprogrammen zur Klangdetektion sogar unterschiedliche Ursachen zuordnen.

Bei Pflanzen mit Wassermangel zeigte sich darüber hinaus ein Zusammenhang zwischen dem Ausmass der Dürre und der Häufigkeit der Töne: Die Geräusche begannen meist schon, ehe der Pflanze der Mangel anzusehen war, und wurden mit fortschreitender Austrocknung häufiger.

Zudem fanden die Wissenschafter heraus, dass zum Beispiel auch Mais- und Weizenpflanzen sowie Kakteen unter Stress Töne von sich geben. Auf welche Weise, ist im Detail noch nicht geklärt. Die Experten der Universität Tel Aviv vermuten, dass zumindest ein Teil der Klänge durch die Bildung und das Zerplatzen von Luftbläschen im Gefässsystem der Pflanzen entsteht – ein Phänomen, das Fachleute als Kavitation bezeichnen.

«Es gibt Tiere, die solche Töne wahrnehmen können, also besteht die Möglichkeit, dass eine Menge akustischer Interaktion stattfindet», sagt Lilach Hadany. Eigentlich sei das gar nicht so überraschend. «Pflanzen interagieren ständig mit Insekten und anderen Tieren, und viele dieser Organismen nutzen Schall zur Kommunikation. Es wäre für Pflanzen eher suboptimal, nicht auch via Schall zu kommunizieren.» Nun will ihr Team herausfinden, welchen Nutzen es für Gewächse hat, Tieren oder anderen Pflanzen mitzuteilen, dass sie unter Stress stehen.

Die Menschheit wiederum könnte die Erkenntnisse zu den «Unmutsäusserungen» von Pflanzen vielleicht schon bald praktisch nutzen: Mithilfe von Spezialmikrofonen und entsprechender Computersoftware liessen sich Felder überwachen. Landwirte könnten dann anhand der Plopp-Geräusche, die Nutzpflanzen von sich geben, zum Beispiel frühzeitig erkennen, ob sie nicht optimal bewässert werden – noch bevor sich ihr äusseres Erscheinungsbild verändert.