Pflanzen nutzen das „Wood Wide Web“, um ihre Nachbarn zu belauschen
Geben sich die Pflanzen gegenseitig aktiv Signale über drohende Gefahren, oder tratschen und belauschen sie ihre Nachbarn?
Viele Landpflanzen sind mit dem "Wood Wide Web" verbunden, einem komplexen unterirdischen Pilznetzwerk, das den symbiotischen Austausch von Nährstoffen und Kohlenstoff zwischen Pflanzenwurzeln und Pilzen ermöglicht.
Dieses Netzwerk kann auch dazu genutzt werden, Informationen über bevorstehende Angriffe zu übermitteln. Neue Forschungen der Universität Oxford haben jedoch ergeben, dass Pflanzen dieses Netz eher nutzen, um ihre Nachbarn zu belauschen, als um sie vor Gefahren zu warnen.
Warum senden Pflanzen Signale?
Frühere Forschungsarbeiten ergaben, dass bei einem Angriff auf eine Pflanze durch einen Pflanzenfresser oder einen Krankheitserreger andere Pflanzen, die mit demselben Pilznetzwerk verbunden sind , ihren Abwehrmechanismus hochregulieren. Es war jedoch unklar, ob Pflanzen, die von Pflanzenfressern angegriffen werden, anderen aktiv signalisieren, ihre Abwehrkräfte über dieses Netzwerk zu aktivieren.
Dieses aktive Signalisieren zwischen Pflanzen stellt ein Rätsel dar, da es der Evolutionstheorie zu widersprechen scheint, die besagt, dass diese Art von Verhalten begünstigt wird, wenn es sowohl dem Sender als auch dem Empfänger des Signals nützt .
Warum also senden angegriffene Pflanzen Warnsignale an ihre Nachbarn? Forscher unter der Leitung der University of Oxford haben in Zusammenarbeit mit der Vrije Universiteit Amsterdam mathematische Modelle verwendet , um verschiedene hypothetische Bedingungen zu untersuchen.
Sie entdeckten, dass es sehr schwierig ist, Situationen zu finden, in denen Pflanzen evolutionär ausgewählt wurden, um ihre Artgenossen vor einem drohenden Angriff zu warnen. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Pflanzen mit ihren Nachbarn um Ressourcen wie Sonnenlicht und Nährstoffe konkurrieren, so dass es für sie nicht von Vorteil ist, ihren Nachbarn zu helfen.
Pflanzen können sogar auf unehrliche Weise Signale aussenden, um ihren Nachbarn zu schaden. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es wahrscheinlicher ist, dass sich Pflanzen ihren Nachbarn gegenüber trügerisch verhalten, als dass sie altruistisch handeln", erklärt Dr. Thomas Scott, Hauptautor aus dem Fachbereich Biologie. "Pflanzen können zum Beispiel signalisieren, dass ein Pflanzenfresser angreift, auch wenn kein Pflanzenfresser anwesend ist. Pflanzen können von unehrlichen Signalen profitieren, weil sie ihre lokalen Konkurrenten schädigen, indem sie sie dazu bringen, in kostspielige Abwehrmechanismen gegen Pflanzenfresser zu investieren."
Was ist die Alternative?
Die Ergebnisse stellen die Vorstellung in Frage, dass sich Pflanzen altruistisch verhalten, und legen nahe, alternative Hypothesen in Betracht zu ziehen. Die mathematischen Modelle ergaben zwei gangbare Alternativen, die erklären können, warum benachbarte Pflanzen ihre Verteidigungsmechanismen hochregulieren, wenn eine angegriffen wird.
Eine Alternative besteht darin, dass die Pflanzen nicht in der Lage sind, das Aussenden eines Signals zu unterdrücken, dass sie angegriffen werden. Die andere ist, dass Pilze ihre Wirtspflanzen überwachen, erkennen, wenn sie angegriffen werden, und dann andere Pflanzen in ihrem Netzwerk warnen. Dies ist evolutionär sinnvoll, denn durch den Schutz der Pflanzen, mit denen sie Ressourcen austauschen, profitieren die Pilze letztendlich.
"Vielleicht sind es die Pilznetzwerke selbst, die die Warnsignale senden", sagt Scott. " Mykorrhizapilze sind auf die Pflanzen in ihrem Netzwerk angewiesen, um Kohlenhydrate zu erhalten, daher ist es wichtig, dass diese Pflanzen in gutem Zustand sind. Vielleicht belauschen die Pilze ihre Pflanzenpartner, erkennen, wenn eine von ihnen angegriffen wird, und warnen die anderen, damit sie sich vorbereiten können."
Professor Toby Kiers, Mitautor von der Vrije Universiteit und Exekutivdirektor der Society for the Protection of Underground Networks (SPUN), fügte hinzu: "Es ist unbestritten, dass Informationen übertragen werden. Organismen nehmen ständig Informationen über ihre Umwelt auf und verarbeiten sie . Die Frage ist, ob die Pflanzen aktiv Signale senden, um sich gegenseitig zu warnen. Vielleicht belauscht die eine Pflanze die andere einfach nur, wie tratschende Nachbarn".
Quellenhinweis:
The evolution of signalling and monitoring in plant-fungal networks, Proceedings of the National Academy of Sciences, 21st January 2025, Scott T,W. et al.