Forscher der Universität Tel Aviv haben zum ersten Mal Geräusche aufgezeichnet und analysiert, die von Pflanzen abgegeben werden. Die klickähnlichen Geräusche, die an das Ploppen von Popcorn erinnern, werden in einer Lautstärke ausgestrahlt, die der menschlichen Sprache ähnelt, aber bei hohen Frequenzen, die außerhalb des Hörbereichs des menschlichen Ohrs liegen, erklären die Forscher. „Wir haben festgestellt, 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 sind. Die von den Pflanzen ausgestrahlten Töne sind für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar, können aber wahrscheinlich von verschiedenen Tieren wie Fledermäusen, Mäusen und Insekten gehört werden.“
„Aus früheren Studien wissen wir, dass an Pflanzen angebrachte Vibrometer Schwingungen aufzeichnen“, sagt Prof. Lilach Hadany, School of Plant Sciences and Food Security an der The George S. Wise Faculty of Life Sciences. „Aber werden diese Vibrationen auch zu Schallwellen in der Luft, die aus der Ferne aufgezeichnet werden können? Unsere Studie geht dieser Frage nach, über die Forscher seit vielen Jahren diskutieren.“
In der ersten Phase der Studie platzierten die Forscher Pflanzen in einer Akustikbox in einem ruhigen, isolierten Keller ohne Hintergrundgeräusche. Ultraschallmikrofone, die Töne mit Frequenzen von 20 kHz bis 250 kHz aufzeichnen (die maximale Frequenz, die ein erwachsener Mensch wahrnimmt, liegt bei etwa 16 kHz), wurden in einem Abstand von etwa 10 cm von jeder Pflanze aufgestellt. Die Studie konzentrierte sich hauptsächlich auf Tomaten- und Tabakpflanzen, aber auch Weizen, Mais, Kakteen und Hühneraugen wurden erfasst. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Welt um uns herum voller Pflanzengeräusche ist und dass diese Geräusche Informationen enthalten – z.B. über Wasserknappheit oder Verletzungen (...) Wir glauben, dass auch der Mensch diese Informationen nutzen kann, wenn er die richtigen Werkzeuge hat – z.B. Sensoren, die den Gärtnern mitteilen, wann die Pflanzen gegossen werden müssen', so Prof. Hadany.
Bevor sie die Pflanzen in die Akustikbox setzten, unterzogen die Forscher sie verschiedenen Behandlungen: Einige Pflanzen waren fünf Tage lang nicht gegossen worden, bei anderen war der Stängel abgeschnitten worden, und einige waren unberührt. Prof. Hadany erklärt, dass sie damit testen wollten, 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 kHz bis 80 kHz aussenden. Unbelastete Pflanzen gaben im Durchschnitt weniger als einen Ton pro Stunde ab, während die gestressten Pflanzen - sowohl dehydrierte als auch verletzte - Dutzende von Tönen 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 unterworfen waren, und stellten fest, dass die Menge der von ihnen abgegebenen Geräusche bis zu einem bestimmten Höchstwert zunahm und dann abnahm.
In zukünftigen Studien wollen die Forscher eine Reihe von interessanten Fragen untersuchen, wie z.B. Welcher Mechanismus steckt hinter den Pflanzengeräuschen? Wie erkennen und reagieren Motten auf die Töne, die von Pflanzen ausgehen? Hören auch andere Pflanzen diese Töne?
