1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Wissen & Umwelt

Das botanische "Gehirn" sitzt in der Wurzel

Pflanzen sind schlauer als viele glauben. Sie besitzen zwar kein Gehirn wie Tiere oder Menschen, dafür aber eine unterirdische Kommandozentrale. Bonner Wissenschaftler haben sie entdeckt und sogar visualisiert.

Aufkeimendes Pflänzchen (foto: dpa)

Kommandozentrale an Blätter: "Wachsen!"

In Zusammenarbeit mit der Forschergruppe von Stefano Mancuso aus Florenz hat der Bonner Frantisek Baluska hirnähnliche Funktionen in Pflanzenwurzeln entdeckt. Die zellbiologischen Strukturen, die er unter dem Mikroskop untersucht, sehen ähnlich aus, wie Zellen im Gehirn von Tieren. "Diese Forschung steht allerdings noch ganz am Anfang", betont der Wissenschaftler. Deshalb will er lieber nicht von einem pflanzlichen Gehirn reden. Er bevorzugt den Begriff "Kommandozentrale".

Als Humboldt-Stipendiat kam Frantisek Baluska in den neunziger Jahren aus der Slowakei erstmals nach Deutschland. Heute forscht er als Privatdozent an den Universitäten in Bonn und in Bratislava. Um seine Forschung zu erklären, schaltet er den Computer ein. Auf dem Monitor: Die schematische Abbildung einer Wurzelspitze.

Schaltplan einer Maiswurzel (Foto: Michael Lange)

'Schaltplan' einer Maiswurzel

Die darüber gezeichneten Linien sehen aus wie ein Schaltplan. Frantisek Baluska deutet auf eine bestimmte Zone: Eine Zellschicht oberhalb der Wurzelspitze. Er erklärt, dass diese Zellen ähnliche Eigenschaften aufweisen, wie ein tierisches Gehirn. Dort herrsche große Aktivität, obwohl die Zellen weder wachsen noch andere besondere Leistungen zeigen.

Sie transportieren winzige Bläschen (Vesikel), gefüllt mit Substanzen, hin und her. Dünne Fäden aus Eiweiß (Aktinfilamente) ziehen die Transportvesikel durch die Zellen. Das sind die gleichen Eiweißfäden aus dem Zellskelett, die für Muskelbewegungen im Tierreich und beim Menschen zuständig sind.

"Einige Strukturen, die wir gefunden haben, erinnern an Synapsen, die Schaltstellen zwischen den Nervenzellen", erklärt Frantisek Baluska. Dort würden Informationen verarbeitet und das wirke sich direkt auf das Verhalten der Wurzel aus. Die Wurzelspitze registriert zum Beispiel Licht oder einen Giftstoff. Die Information wird in die Region hinter der Wurzelspitze geleitet. Hier wird sie registriert und weiter geleitet in die Wachstumszonen der Wurzel. Jetzt weiß die Wurzel, in welche Richtung sie wachsen soll und reagiert innerhalb weniger Stunden.

"Diese Arbeitsweise unterscheidet sich kaum von einem Gehirn in der Tierwelt", so Baluska. Was hier im Pflanzenreich entstanden ist, sei so etwas Ähnliches wie ein Nervensystem. Es hat die gleichen Aufgaben, ist aber ganz anders aufgebaut. Mit dieser Auffassung stößt Baluska immer wieder auf Kritik bei seinen Fachkollegen.

Kohlspanner-Raupe frisst Blatt (Foto: MPI)

Lecker! Tut's der Pflanze weh? Eher nicht

Der Botaniker Hubert Felle von der Universität Gießen beschäftigt sich ebenfalls mit Signalen in pflanzlichen Geweben. Er äußert sich jedoch deutlich vorsichtiger als Frantisek Baluska. Seit vielen Jahren misst Felle elektrische Signale in Blättern verschiedener Pflanzenarten. Von einem botanischen Nervensystem oder von pflanzlicher Neurobiologie will er lieber nicht reden. Aber auch für ihn steht fest, dass Pflanzen elektrische Signale benutzen, um auf die Außenwelt zu reagieren. So hat die Pflanze die Möglichkeit, auf Feinde zu reagieren: Zum Beispiel auf Blattläuse oder Raupen.

Blätter der Saubohne mit Mess-Elektroden (Foto: Michael Lange)

Blätter der Saubohne mit Mess-Elektroden

In einer eigens entwickelten Apparatur hat Hubert Felle die Ausbreitung elektrischer Signale messen können. Er fügt einem Bohnenblatt mit einer Rasierklinge eine Verletzung zu, und schon strömen elektrische Impulse von Blatt zu Blatt. Mit "Schmerzen" oder "pflanzlichen Gefühlen" habe das allerdings nichts zu tun, betont er. Es handele sich um Signale, die der Pflanze eine Abwehrreaktion ermöglichen. Die Geschwindigkeit dieser Signale sei allerdings vergleichsweise gering. In einer Sekunde schafft das pflanzliche Signal nicht einmal einen Zentimeter. In der gleichen Zeit legt ein Nervensignal in einem Säugetier locker hundert Meter zurück. In den Pflanzen ist die Signalleitung etwa 10.000 Mal langsamer als in der Tierwelt. Fazit: Pflanzen sind nicht dümmer als Tiere, sie leben nur in einer anderen Zeitebene.


Autor: Michael Lange

Redakteurin: Judith Hartl

WWW-Links