Israelische Wissenschaftler konnten den Ultraschall von Tomaten- (Solanum lycopersicum) und Tabakpflanzen (Nicotiana tabacum) registrieren, wenn sie ohne Wasser gelassen oder die Stängel geschnitten wurden. Die Frequenz der Schallschwingungen reichte je nach Anlage und Bedingungen von 49 bis 58 Kilohertz bei einem Schalldruckpegel von 60 bis 65 Dezibel. Unter Stress durch Feuchtigkeitsmangel oder mechanische Beschädigungen können Pflanzen so Geräusche machen, schreiben die Wissenschaftler in einem auf bioRxiv.org veröffentlichten Preprint.
Mechanische Schäden, Wassermangel oder Sonnenlicht lösen bei Pflanzen eine Stressreaktion aus, die sich in der Regel gut bemerkbar macht: zum Beispiel durch eine Veränderung der Farbe und Form von Blättern und Blüten sowie durch eine Veränderung der chemischen Struktur der emittierten flüchtigen Substanzen. Pflanzen wiederum reagieren auf den Stress von Pflanzen (wodurch sie die notwendigen Maßnahmen ergreifen können, um dies zu vermeiden) sowie von Tieren - zum Beispiel bestäubenden Insekten.
Wissenschaftler um Itzhak Khait von der Universität Tel Aviv schlugen vor, dass die Stressreaktion von Pflanzen nicht auf visuelle und olfaktorische Signale beschränkt ist, und beschlossen, zu überprüfen, ob sie in diesem Zustand Geräusche machen. Sie stellten mehrere Tomaten- und Tabakpflanzen in eine durchsichtige Box und platzierten in der Nähe (im Abstand von zehn Zentimetern) Ultraschall-Aufzeichnungsgeräte: Wissenschaftler nahmen nur Geräusche im Bereich von 20 bis 150 Kilohertz auf – über den in der Box vorhandenen Hintergrundgeräuschen.
Die Pflanzen wurden gestresst, indem ihnen Wasser entzogen und der Boden ausgetrocknet sowie der Stängel abgeschnitten wurde - und dann mit den Geräuschen verglichen, die die Pflanzen unter der Kontrollbedingung machen können. Die Geräusche wurden insgesamt eine Stunde lang aufgezeichnet.
Es stellte sich heraus, dass sowohl Tomate als auch Tabak unter Stress (im Vergleich zur Kontrollbedingung) ziemlich laut sind. Wissenschaftlern gelang es, Geräusche mit einer Frequenz von 49,6 Kilohertz von unter Trockenheit leidenden Tomaten und 54,8 Kilohertz von Tabak zu registrieren. Bei abgeschnittenen Stielen betrug die Frequenz der abgegebenen Töne 57, 3 und 57, 8 Kilohertz für Tomaten bzw. Tabak. Der Schalldruckpegel lag je nach Zustand und Anlage zwischen 60 und 65 Dezibel.
Frequenz und Schalldruck der Geräusche von Tomaten und Tabak
Der Lärm der Pflanzen war nicht konstant, sondern ein separater „Schrei“. Außerdem produzierten Tomaten mehr davon als Tabak: 35 gegenüber 11 während der Dürre und 25 gegenüber 15, wenn die Stiele geschnitten wurden. Mit den empfangenen Geräuschen trainierten die Wissenschaftler einen Klassifikator-Algorithmus: Mit dessen Hilfe gelang es den Wissenschaftlern zu lernen, wie man Pflanzengeräusche mit einer Genauigkeit von etwa 99 Prozent aus Umgebungsgeräuschen herausfiltert und unter anderen Naturgeräuschen (zum Beispiel, Regen) mit einer Genauigkeit von 70 Prozent.
Die Autoren vermuten, dass der aufgenommene Klang während der Kavitation entsteht – der Bildung und Zerstörung von Luftblasen im Xylem von Gefäßpflanzen. Kavitation zum Beispiel geht im Herbst dem Laubfall voraus und ist an ihren charakteristischen Schwingungen zu erkennen. Natürlich kann das menschliche Ohr die Geräusche von Pflanzen nicht wahrnehmen, aber andere Pflanzen oder Insekten können dies beispielsweise.
Das Verhalten von Pflanzen (einschließlich der Reaktion auf Stress und der von ihnen ausgehenden Geräusche) wird im Rahmen einer eigenen wissenschaftlichen Disziplin - der Pflanzenneurobiologie - untersucht. Mehr dazu lesen Sie im Artikel „Wenn Bäume sprechen könnten“.
