Montag, 20. Januar 2014

Trotz ohne Hirn: Auch Pflanzen können sich erinnern und lernen


Mimosenpflanze.
| Copyright: Bouba (Creative Commons)


Crawley (Australien) - Während die Fähigkeit sich zu erinnern und zu lernen bislang ausschließlich Menschen und Tieren zugesprochen wurde, belegen neuste Experimente australischer Biologen nun, dass auch Pflanzen dazu in der Lage sind. Die Entdeckung ist umso erstaunlicher, als dass es den Pflanzen schließlich an einer gehirnartigen, neuralen Struktur fehlt, wie sie bislang eigentlich als Grundvoraussetzung für diese Fähigkeit galt. Die Ergebnisse stellen die bislang sicher geglaubten Grenzen zwischen Pflanzen- und Tierreich - und damit auch zu uns Menschen - radikal in Frage.

Schon 2012 sorgte das Team um die australische Biologin Dr. Monica Gagliano mit dem Nachweis für Aufsehen, dass Pflanzen sogar durch akustische Signale miteinander kommunizieren können (...wir berichteten) und diese Kommunikation untereinander sogar das Wachstum der Pflanzen fördert (...wir berichteten).


In ihrem aktuellen Artikel im Fachjournal "Oecologia" (DOI: 10.1007/s00442-013-2873-7) belegen die Forscher um Gagliano, Prof. Michael Renton, Dr. Martial Depczynski und Prof. Stefano Mancuso von der Universität Florenz nun, dass sich die Pflanzen sogar an Dinge erinnern und anhand dieser Erfahrungen und Fähigkeit lernen können. Die Forscher zeigen zudem, dass die Pflanzen schneller lernen und langsamer vergessen, wenn ihre Umweltbedingungen dies erfordern.


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In Experimenten mit Mimosen (Mimosa pudica) zeigen die Forscher nicht nur, dass die Pflanzen lernen und sich erinnern können, sondern dass sie dies auch in einer Art und Weise tun, wie man dies eigentlich eher von Tieren erwarten würden. Dennoch gelingt den Pflanzen diese Leistung gänzlich ohne das Vorhandensein einer gehirnartigen Struktur.


In dem sie die Pflanzen dem gleichen experimentellen Versuchsaufbau von Verhaltenstests unterzogen, in dem sonst Reaktionen und Gegenleistungen bei Tieren untersucht werden, behandelten die Forscher die untersuchten Mimosen gerade so, als würde es sich um ein Tier handeln.


Hierbei trainierten sie das Kurz- und Langzeitgedächtnis der für ihre Berührungsempfindlichkeit bekannten Pflanzen sowohl unter schwachen als auch unter hellen Lichtverhältnissen, in dem sie in kontrollierter Form Wassertropfen auf die Pflanzen fallen ließen.


Wie sich zeigte, gewöhnten sich die Pflanzen sehr schnell daran, dass die Wassertropfen - da sie bei Auftreffen keine Schäden anrichteten - offensichtlich keine Gefahr darstellten, und hörten auf, ihre Blätter in der charakteristischen Art und Weise zu schließen (s.Video).


Dieses angelernte Verhalten eigneten sich die Pflanzen binnen nur weniger Sekunden an und genau wie dies in vergleichbaren Tests mit tagaktiven Tieren zu beobachten ist, lernten sie schneller unter lichtschwachen Umweltbedingungen.



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Besonders erstaunt waren die Forscher jedoch über die Fähigkeit der Mimosen, sich an das in den ersten Experimenten Erlernte auch noch Wochen später zu erinnern und dies selbst dann, wenn sich die Umweltbedingungen verändert hatten.


Zwar fehle es den Pflanzen an einer gehirnartigen Struktur und neuralem Gewebe, dennoch verfügen sie über ein komplexes auf Kalzium basierendes Signalnetzwerk in ihren Zellen, das die Forscher mit den Erinnerungsprozessen von Tieren vergleichen. Zugleich räumen die Wissenschaftler aber auch ein, dass sie die biologische Grundlage des Lernmechanismus' der Mimosen noch nicht verstehen.


Dennoch habe das Ergebnis der Experimente weitreichende Konsequenzen. Nicht zuletzt, da es die Grenze zwischen Pflanzen- und Tierreich radikal in Frage stellt. Ebenso hinterfragen sie bisherige Definitionen des Lernens und des Erinnerns als spezielle Eigenschaften von Organismen mit einem als Nervensystem funktionierenden Nervensystem.


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