Pflanzen kommunizieren unterirdisch

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Schematische Darstellung der durch oberirdische Berührungsstimulation ausgelösten unterirdischen Kommunikation zwischen Nachbarpflanzen (Illu.).
Copyright: Elhakeem et al (PLoS 2018)

Uppsala (Schweden) – Dicht beieinander wachsende Mais-Keimlinge geben im Untergrund über ihre Wurzeln Signale von sich, die das Wachstum ihrer Nachbarpflanzen beeinflussen. Diese Beobachtung haben schwedische Agrarwissenschaftler untersucht und beschreiben damit eine weitere faszinierende Facette der Pflanzenkommunikation.

Pflanzen nutzen ein komplexes System chemischer Kommunikation, mit dem sie ihre Unfähigkeit zur Mobilität ausgleichen können, berichten Forscher um Ali Elhakeem und Velemir Ninkovic von der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften aktuell im Fachjournal „PLoS ONE“ (DOI: 10.1371/journal.pone.0195646). In vielen Fällen geben Pflanzen beispielsweise chemische Sekrete über die Wurzeln in den Boden ab, die dann von Nachbarpflanzen wahrgenommen werden können. Diese Sekrete übermitteln den Pflanzen beispielsweise, ob es sich bei ihrem Nachbarn um eine artverwandte oder fremde Sorte handelt und beeinflussen diese dann entsprechend im Wachstum.

Um diese Kommunikation unter den Pflanzen besser zu verstehen, haben Forscher die jungen Blätter von Maiskeimlingen berührt, um auf diese Weise der Pflanze eine in unmittelbarer Nähe wachsende und sie hin und wieder berührende Pflanzen zu simulieren und dann die von dieser Pflanze über die Wurzeln abgegeben chemischen Lösungen untersucht.

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Das Ergebnis: Pflanzen, die diesen Wachstumschemikalien neu ausgesetzt wurden, reagierten auf diesen unmittelbar, in dem sie ihre Ressourcen auf die vermehrte Produktion von Blättern aufwendeten, dafür aber weniger Wurzeln ausbildeten als die Pflanzen einer Kontrollgruppe.

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Die Forscher untersuchten auch neu gekeimte Maispflanzen, um so herauszufinden, ob es Unterschiede innerhalb der Wachstumschemikalien von den berührten Pflanzen und jenen gab, die nicht gestresst worden waren.

Tatsächlich bildeten neue Keimlinge in der Nähe ungestresster Pflanzen bevorzugt Wurzeln in deren Richtung aus, was die Forscher zu der Schlussfolgerung brachte, dass die Pflanzen durchaus zwischen den beiden Sekret-Arten unterscheiden können.

Hinzu konnten die Wissenschaftler anhand ihrer Experimente zeigen, dass selbst jene Pflanzen, die nur kurz oberirdisch berührt wurden, darauf mit Veränderungen ihrer Sekrete im Untergrund derart reagierten, dass ihre Nachbarpflanzen ihre Wachstumsstrategien entsprechend änderten.

„Unsere Experimente zeigen, dass Veränderungen, die durch oberirdischen mechanischen Berührungsstress verursacht werden, durch eine unterirdische chemische Interaktion zwischen den Pflanzen zu einer Art Vorhersage zukünftiger Ressourcen-Konkurrenten dienen.“

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