Forscher haben Geräusche von Pflanzen aufgezeichnet, die kein Mensch hören kann.
Die klickähnlichen Geräusche sind für jede Art einzigartig und variieren je nachdem, was genau ihr Wachstum belastet.
Ähnlich wie das Ploppen von Popcorn werden sie in einer Lautstärke ausgestrahlt, die der menschlichen Sprache ähnelt, aber mit hohen Frequenzen, die ausserhalb des Hörbereichs des menschlichen Ohrs liegen, so das Team der Universität Tel Aviv.
«Wir haben herausgefunden, dass Pflanzen in der Regel Geräusche aussenden, wenn sie unter Stress stehen, und dass jede Pflanze und jede Art von Stress mit einem bestimmten identifizierbaren Geräusch verbunden ist», sagte Professor Lilach Hadany von der School of Plant Sciences and Food Security, die das Forschungsteam leitete. «Für das menschliche Ohr sind diese Geräusche nicht wahrnehmbar, aber wahrscheinlich können sie von verschiedenen Tieren wie Fledermäusen, Mäusen und Insekten gehört werden».
«Aus früheren Studien wissen wir, dass an Pflanzen angebrachte Vibrometer Schwingungen aufzeichnen. Aber werden diese Schwingungen auch zu Luftschallwellen – also zu Geräuschen, die aus der Ferne aufgezeichnet werden können?», fragte Prof. Hadany. «Unsere Studie befasst sich mit dieser Frage, über die Forscher schon seit vielen Jahren diskutieren.
In der ersten Phase der Studie, die in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht wurde, platzierten die Forscher Pflanzen in einer Akustikbox in einem ruhigen, isolierten Keller ohne Hintergrundgeräusche. Ultraschallmikrofone zeichnen Töne mit höheren Frequenzen auf, als sie ein erwachsener Mensch maximal wahrnehmen kann, nämlich mit etwa 16 Kilohertz. Die Mikrofone wurden in einem Abstand von etwa 10 cm von jeder Pflanze aufgestellt, darunter Tomaten, Weinreben, Tabak, Weizen, Mais, Kakteen und Hühneraugen.
Vor der Aufnahme der Pflanzen unterzog das Team sie verschiedenen Behandlungen: Einige Pflanzen wurden fünf Tage lang nicht gegossen, bei anderen wurden die Stängel abgeschnitten, und bei wieder anderen wurden sie nicht berührt.
«Wir wollten testen, ob die Pflanzen Geräusche aussenden und ob diese Geräusche in irgendeiner Weise durch den Zustand der Pflanzen beeinflusst werden. Unsere Aufzeichnungen zeigten, dass die Pflanzen in unserem Experiment Töne mit Frequenzen von 40-80 Kilohertz aussenden.
«Unbelastete Pflanzen gaben im Durchschnitt weniger als ein Geräusch pro Stunde ab, während die gestressten Pflanzen – sowohl dehydrierte als auch verletzte – Dutzende von Geräuschen pro Stunde abgaben.
Die auf diese Weise gesammelten Aufnahmen wurden von speziell entwickelten Algorithmen für maschinelles Lernen (KI) ausgewertet. Die Algorithmen lernten, zwischen verschiedenen Pflanzen und verschiedenen Arten von Geräuschen zu unterscheiden, und waren schliesslich in der Lage, die Pflanze zu identifizieren und die Art und den Grad des Stresses anhand der Aufnahmen zu bestimmen.
Darüber hinaus identifizierten und klassifizierten die Algorithmen die Pflanzengeräusche auch dann, wenn die Pflanzen in einem Gewächshaus mit starkem Hintergrundlärm untergebracht waren. Im Gewächshaus beobachteten die Forscher Pflanzen, die im Laufe der Zeit einem Austrocknungsprozess unterzogen wurden, und stellten fest, dass die Menge der von ihnen abgegebenen Geräusche bis zu einem bestimmten Höchstwert zunahm und dann abnahm.
«Mit dieser Studie haben wir eine sehr alte wissenschaftliche Kontroverse gelöst: Wir haben bewiesen, dass Pflanzen tatsächlich Töne aussenden», so Hadany. «Offenbar kann ein idyllisches Blumenfeld ein ziemlich lauter Ort sein. Wir können die Geräusche nur nicht hören!»
«Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Welt um uns herum voller Pflanzengeräusche ist und dass diese Geräusche Informationen über Wasserknappheit oder Verletzungen enthalten.
«Wir gehen davon aus, dass die Geräusche in der Natur von Lebewesen in der Nähe wahrgenommen werden, z. B. von Fledermäusen, Nagetieren, verschiedenen Insekten und möglicherweise auch anderen Pflanzen, die die hohen Frequenzen hören und daraus relevante Informationen ableiten können. Wir glauben, dass auch der Mensch diese Informationen nutzen kann, wenn er die richtigen Hilfsmittel zur Verfügung hat – zum Beispiel Sensoren, die den Landwirten mitteilen, wann die Pflanzen gegossen werden müssen.»
Künftige Studien werden eine Reihe interessanter Fragen untersuchen: Welcher Mechanismus steckt hinter den Pflanzengeräuschen? Wie erkennen Motten die Geräusche von Pflanzen und wie reagieren sie darauf? Hören auch andere Pflanzen diese Töne? Und mehr…
