Während sanftes Regenprasseln auf die meisten von uns eine beruhigende Wirkung hat, kann dasselbe Geräusch für Samen, die darauf warten zu keimen, ein Weckruf sein.
Pflanzen reagieren auf eine Vielzahl von Umweltreizen – einige auf Berührung, andere auf Chemikalien und die meisten auf Licht.
Nun haben Forschende am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den Vereinigten Staaten herausgefunden, dass manche Samen direkt auf das Geräusch fallenden Regens reagieren, indem sie schneller keimen.
Tatsächlich scheint es so, als würden Samen das Umweltsignal des Regens – das sie durch die erzeugten Vibrationen spüren oder “hören” – nutzen, um zu entscheiden, dass der richtige Zeitpunkt zum Keimen gekommen ist.
Wie Samen auf Regen reagieren
Die Forschenden am MIT führten Versuche mit Reissamen durch. Sie fanden heraus, dass akustische Schwingungen von Regentropfen die Samen aus ihrer Keimruhe rüttelten und sie dazu veranlassten, früher zu keimen, als sie es sonst getan hätten.
Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht. Sie liefern den ersten direkten Hinweis darauf, dass Pflanzensamen Geräusche wahrnehmen und darauf reagieren können.
Die Forschenden setzten Tausende von Reissamen kontrollierten Wassertropfen aus, die Regenfälle unterschiedlicher Intensität nachahmten, von leicht bis stark. Die Samen wurden in seichtes Wasser getaucht – Bedingungen, wie sie für den Reisanbau typisch sind.
Die Ergebnisse waren verblüffend. Samen, die dem Geräusch fallender Tropfen ausgesetzt waren, keimten 30% bis 40% schneller als Samen, die von Stille umgeben waren.
Alles eine Frage der Physik
Wenn ein Regentropfen auf Wasser oder eine feste Oberfläche trifft, erzeugt der dadurch entstehende Druck Schwingungen oder Druckwellen, die sich ausbreiten und als Schall wahrgenommen werden können. Im Wasser, also zum Beispiel auf einem Reisfeld, können diese Schwingungen besonders intensiv sein.
Nicholas Makris vom MIT, der die Studie gemeinsam mit seiner Kollegin Cadine Navarro verfasste, verglich die von den Samen aufgefangenen Druckwellen, nur wenige Zentimeter vom Aufprallpunkt eines Regentropfens entfernt, mit “dem Geräusch, das ein Mensch in der Luft wenige Meter von einem Düsentriebwerk entfernt hört”.
Samen hören Regen nicht wirklich – sie spüren ihn eher
Der Begriff “Hören” suggeriert, dass es einen Teil der Pflanze gibt, der zuhört und entsprechend bewusst reagiert. Auch wenn das so nicht ganz stimmt – ein Körnchen Wahrheit enthält diese Vorstellung doch.
Frantisek Baluska, emeritierter Professor für Pflanzenphysiologie und Zellbiologie an der Universität Bonn, der nicht an der MIT-Studie beteiligt war, verweist auf andere Forschungsergebnisse, die darauf hindeuten, dass Pflanzensamen sogenannte Entscheidungszentren haben könnten. Diese Entscheidungszentren werden manchmal als winzige “Pflanzengehirne” beschrieben.
“Wir wissen, dass Pflanzen echte Lebewesen sind”, sagt Baluska der DW. “Pflanzen erweisen sich zunehmend als kognitive Organismen.”
Ähnlich wie bei der Vorstellung, dass Pflanzen Regen “hören” können, denken Pflanzen nicht so, wie wir Menschen uns “Denken” vorstellen. Es sei jedoch möglich, so Baluska, dass Samen anhand einer Art “kognitiven Bewertung” über die Keimung entscheiden.
Die Rolle von Schwerkraftsensoren bei der Keimung
Makris und Navarro glauben, dass die Vibrationen der fallenden Regentropfen auf winzige innere Strukturen einwirken, die als Statolithen bekannt sind. Dabei handelt es sich um dichte, sandartige Organellen im Inneren von Pflanzenzellen, die dabei helfen, die Schwerkraft zu erkennen.
Statolithen lagern sich am Boden der Zellen ab, von wo aus sie es einem Samen ermöglichen zu erkennen, wo oben und wo unten ist – so wachsen Wurzeln nach unten und Stängel nach oben.
Die Forschungsergebnisse des Teams deuten jedoch darauf hin, dass die Energie der durch Regen verursachten Schwingungen die normale Funktion der Statolithen stört.
“Wenn der Samen durch eine Schallwelle erschüttert wird, wird die Statocytenzelle [der Schwerkraftsensor, die Red.] erschüttert, und die Statolithen im Inneren der Zelle werden verschoben, genau wie Salz in einem Salzstreuer”, erklärt Makris gegenüber der DW. “Diese Störung kann eine Wachstumsreaktion auslösen.”
Regengeräusche hilfreich beim Finden der idealen Keimposition
Samen, die auf diese Schwingungen reagieren, befinden sich wahrscheinlich nahe der Oberfläche – wo Feuchtigkeit verfügbar ist, und nicht so tief, dass die austreibenden Triebe das Licht nicht erreichen können. Das bedeutet, dass das Geräusch des Regens ihnen helfen könnte, einzuschätzen, ob sie sich in einer idealen Position zum Wachsen befinden.
“Das menschliche Gehör ist so angepasst, dass es für den Menschen von Vorteil ist”, sagt Makris. “Was wir bei den Pflanzensamen und Keimlingen beobachtet haben, ist offenbar auch für sie von Vorteil.”
Laut Makris sei es ziemlich wahrscheinlich, dass auch Samen anderer Pflanzen auf ähnliche Weise auf das Geräusch von Regen reagieren wie Reissamen.
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Englisch.
Quelle:
www.dw.com
