Pflanzen lassen sich ohne Augen und ohne Gehirn durch optische Täuschungen hereinlegen
Eine Sonnenblume neigt sich zu einem schwachen Licht, wenn zwei hellere Lichter einander aufheben – weil sie Richtungen addiert und nicht Helligkeiten.
Augen und ein Gehirn sind nicht nötig, um auf eine optische Täuschung hereinzufallen. Botaniker haben herausgefunden, dass man eine Sonnenblume dazu bringen kann, sich zu einem schwachen Licht zu neigen, während zwei hellere Lichter, die von gegenüberliegenden Seiten auf sie gerichtet sind, einander aufheben.
Ein schwaches Licht schlägt zwei helle
Das Team von der Universität Tel Aviv untersuchte Sonnenblumen, weil sie die bekanntesten Lichtsucher im Pflanzenreich sind. In einem Experiment beleuchteten die Forscher eine Pflanze von zwei gegenüberliegenden Seiten mit gleich hellen Quellen und fügten dann eine dritte, schwächere Quelle im rechten Winkel zu den beiden anderen hinzu. Die Sonnenblume neigte sich zum schwächeren Licht. Die beiden helleren Lichter schienen einander aufzuheben.
Frühere Schritte in derselben Versuchsreihe waren leichter vorherzusagen. Eine einzelne Lichtquelle, die immer heller gemacht wurde, zog die Pflanze zu sich hin, wobei jede Steigerung der Helligkeit weniger zusätzliche Krümmung bewirkte als die vorherige. Als zwei unterschiedlich helle Lichter einander gegenüberstanden, neigte sich die Pflanze zum helleren, doch der Winkel der Krümmung wuchs nicht im Gleichschritt mit dem Helligkeitsunterschied.
Die Pflanze addiert Richtungen, nicht Helligkeiten
Die Forscher erklären das Ergebnis mit der Art, wie Lichtsignale in der Pflanze verarbeitet werden. Eine Verdopplung der Helligkeit eines Lichts verdoppelt nicht das Signal, das die Pflanze empfängt. Wenn die Pflanze ermittelt, in welche Richtung sie sich neigen soll, addiert sie die Richtung dieser Signale und nicht die Stärke des Lichts, das sie erzeugt hat. Zwei gleich helle Lichter auf gegenüberliegenden Seiten senden Signale in entgegengesetzte Richtungen, und die beiden heben einander auf. Das schwächere Licht, das aus einer dritten Richtung kommt, ist dann das einzige Signal, das noch in eine Richtung zeigt, also neigt sich die Pflanze dorthin. Das führt zu der scheinbaren optischen Täuschung. Die Studie wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Sensoren über den Stängel verteilt
Auch wo eine Pflanze ihre Lichtsensoren hat, ist von Bedeutung. Beim Menschen sitzen die lichtempfindlichen Zellen an der Vorderseite des Gesichts, in zwei Augen. Bei einer Pflanze sind sie über den ganzen Körper verteilt, vor allem entlang des Stängels, sodass Licht aus mehreren Richtungen gleichzeitig von verschiedenen Gewebeabschnitten aufgenommen wird. Das Team beschreibt dies als verteiltes Sinnessystem, das über den Körper verteilt und nicht an einer Stelle gebündelt ist – und genau das lässt die Verwechslung zu.
Yasmine Meroz, eine der Autorinnen der Studie, sagte, die Arbeit zeige, wie die physische Organisation eines Sinnessystems bestimmen könne, wie ein Organismus seine Umwelt wahrnimmt und auf sie reagiert. Sie fügte hinzu, das Prinzip könne weit über Pflanzen hinausgehen – auf Zellen, Bakterien und andere lebende Systeme, die auf eine über den Körper verteilte statt an einer Stelle gebündelte Wahrnehmung angewiesen sind.