Von Marcus Anhäuser

Pflanzen sind schön anzusehen - und manche kann man essen. Aber einige Neurobiologen schreiben den Organismen ähnliche Fähigkeiten wie Tieren zu - und werden dafür von Kollegen angefeindet.

Pflanzen sind primitive Lebensformen, heißt es. Sie sind schön anzusehen, schmecken vielleicht noch als Salat oder Gemüse, aber das war es dann auch. Sie verharren fest verwurzelt immer an der gleichen Stelle, sie hören nicht, sie fühlen nicht, sie riechen nicht wie es Mensch und Tier können.

Und was die Intelligenz angeht, sagt der Ausdruck "dumm wie Stroh" schon fast alles. Wer das Gegenteil behauptet, gerät schnell in Verdacht, esoterisch veranlagt zu sein.

Doch es gibt eine Gruppe von Wissenschaftlern, die das ganz anders sieht: "Für uns gibt es zwischen Tier- und Pflanzenreich kaum Unterschiede", sagt Dietmar Volkmann, emeritierter Professor von der Universität Bonn. Seit einigen Jahren versuchen er und seine akademischen Mitstreiter, den Pflanzen neue Achtung zu verschaffen.

Die Wissenschaftler sehen sich als Wegbereiter eines neuen Forschungszweiges, dessen Name bereits bei traditionellen Botanikern Schaudern auslöst: Neurobiologie der Pflanzen.

Die Vertreter dieser Fachrichtung haben sich vor drei Jahren in einer neuen Gesellschaft organisiert und ein Fachmagazin gegründet.

Kürzlich trafen sie sich zum dritten Mal auf einem Symposium, um sich über ihre Forschungsergebnisse auszutauschen. In der Neurobiologie der Pflanzen gehe es um die elektrophysiologische Signalverarbeitung bei Pflanzen, sagt Volkmann.

Das Gehirn der Wurzel

Bereits in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wies man elektrochemische Aktionspotentiale, die bis dahin nur von tierischen Nervenzellen bekannt waren, bei den schnellen Bewegungen der Venusfliegenfalle und der Mimose nach. Aber nach Meinung von Pflanzenneurobiologen wie dem Bonner Frantisek Baluska und dem Florentiner Stefano Mancuso gehen die Gemeinsamkeiten noch viel weiter.

In ihren Fachartikeln werden immer wieder pflanzliche Strukturen und Abläufe mit denen des Nervensystems von Mensch und Tier verglichen. Baluska und Volkmann beschreiben etwa die "pflanzliche Synapse". An diesen Zellübergängen würden - genau wie bei den Synapsen der Tiere - Signale mittels chemischer Botenstoffe von einer Zelle zur nächsten weitergegeben.

"Wir haben in den vergangenen fünf bis zehn Jahren außerdem festgestellt, dass es Regionen in der Pflanze gibt, die speziell dafür ausgestattet sind, Umweltreize wahrzunehmen", sagt Volkmann.

Die Wurzelspitze etwa habe einen Schwerkraftsinn. Und sie reagiere auf akustische Reize, fand Stefano Mancuso heraus. Da spezialisierte Zellen in der Wurzelspitze ähnlich wie Hirn-Neuronen in synchronen Phasen oszillieren, scheut Baluska sich nicht, von einem gehirnähnlichen Zustand zu sprechen.

"Wir behaupten natürlich nicht, dass Pflanzen so etwas wie Nerven oder gar ein Gehirn haben", sagt Dietmar Volkmann. Aber es gebe Analogien zwischen dem Tier- und Pflanzenreich, die bisher nicht ausreichend berücksichtigt worden seien.

Reaktion auf 20 verschiedene Signale

Die alten Begriffe reichen nicht mehr aus, um all die neuen Entdeckungen zu beschreiben. "Wenn man bedenkt, dass Sonnenblumen Aktionspotentiale über eine Distanz von 30 Zentimetern senden können - wobei das Signal mehr als 1000 Zellen überwinden muss - drängt sich der Vergleich mit Tieren geradezu auf'', sagt Eric Brenner vom Botanischen Garten in New York.

Pflanzen reagieren seiner Meinung nach als Gesamtorganismus auf Umweltreize, und nicht - wie man bisher dachte - nur in einzelnen Bereichen, von denen der eine nicht weiß, was der andere tut. "Dieses Informationsnetzwerk innerhalb der Pflanze wollen wir entschlüsseln'', erklärt Brenner.

Botaniker haben in den vergangenen Jahren immer wieder aufsehenerregende Entdeckungen gemacht, die selbst das Unkraut am Rande des Weges in neuem Licht erscheinen lassen. Demnach nehmen Pflanzen ihre Umwelt offenbar so detailreich wahr, dass es die Experten an tierische Fähigkeiten wie "schmecken", "riechen" und "tasten" erinnert.

"Pflanzen reagieren koordiniert auf etwa 20 verschiedene Signale aus ihrer Umwelt, etwa Feuchtigkeit, Licht, Schwerkraft, Bodenstruktur oder Wind'', sagt Anthony Trewavas, Pflanzenneurobiologe an der University of Edinburgh in Schottland.

Wurzeln suchen sich gezielt ihren Weg in Richtung notwendiger Mineralien. Pflanzen kommunizieren untereinander über Duftstoffe und warnen sich vor Fraßfeinden. Wilder Tabak lockt sogar Raubinsekten eigens an, um die Plagegeister zu bekämpfen.

Wurzeln unterscheiden auf geheimnisvolle Weise zwischen "selbst" und "nicht selbst" und achten während ihres Wachstums im Boden darauf, dass sie den unterirdischen Teilen anderer Gewächse nicht zu nahe kommen. Pflanzen richten ihre Blätter immer genau so aus, dass sie exakt die optimale Menge an Licht bekommen.

Forscher wie Trewavas halten es aufgrund der Fülle und Komplexität der pflanzlichen Fähigkeiten sogar für notwendig, von Intelligenz im Sinne von Problemlösung zu sprechen: "Selbst Bakterien wird eine basale Form von Intelligenz zugesprochen, und mehrzellige Pflanzen können all das, was Einzeller können, in deutlich komplexeren Formen", sagt er.

In Teilen der etablierten Forschergemeinde wächst der Unmut über die grüne Neurobiologie. "Viele von uns dachten, das erledigt sich von selbst. Aber nein, es gerät völlig außer Kontrolle", ärgert sich David Robinson vom Heidelberger Institut für Pflanzenwissenschaften.

Der ganze Ansatz sei einfach "Unsinn" und habe keinerlei wissenschaftliche Grundlage, lamentieren andere. In einem Brief im Fachblatt Trends in Plant Biology (Bd.12, S.135, 2007) drückten kürzlich mehr als 30 Wissenschaftler ihren Ärger und ihre Bedenken in wohlformulierter Kritik aus. Zusammenfassen lässt sich der Inhalt des Schreibens in etwa so: "Liefert handfeste Beweise oder macht den Laden dicht."

Die Idee der pflanzlichen Synapse stößt auf Ablehnung

Den Neurobiologen wird vorgeworfen, Ergebnisse mit Begriffen aus der Nomenklatur des Tierreichs aufzuhübschen, um Aufmerksamkeit zu erheischen und letztlich Geldgeber an Land zu ziehen. Dies sei etwa in Italien gelungen, wo Franco Mancuso eine Sparkasse für die Finanzierung eines Forschungsprojektes gewinnen konnte.

"Wir haben den Vertretern der neuen Richtung jetzt den Fehdehandschuh hingeworfen", sagt David Robinson, der den Brief initiiert hat. Das Schreiben drücke die Meinung von weit mehr Forschern als den Unterzeichnern aus, sagt Gerhard Thiel von der TU Darmstadt. Viele Kollegen meinten: "Gott sei Dank äußert sich endlich mal jemand dagegen."

Den Verfassern geht es auch um den Ruf der Botaniker in der Öffentlichkeit. Sie fürchten ins Fahrwasser von unwissenschaftlicher Esoterik und New Age zu geraten. Der größte Unfall wäre für Thiel: "Stellen Sie sich vor, auf dem Titel einer Boulevard-Zeitung stünde eines morgens: 'Pflanzen haben ein Gehirn.' Das brächte ein ganzes Fach in Misskredit, nur weil einige Vertreter leichtfertig mit Begriffen spielen."

Es gebe zwischen Tier- und Pflanzenreich zwar Gemeinsamkeiten auf molekularer Ebene und es gebe auch Hinweise auf pflanzliche Substanzen, die wie Neurotransmitter wirkten. Auch würden in beiden Welten Signale über größere Distanzen gesendet und empfangen: "Aber es gibt bei Pflanzen doch keine vergleichbaren Strukturen auf der Ebene der Zellen, der Gewebe oder Organe", schreiben die Kritiker in ihrem Brief.

Schon das Konzept der "pflanzlichen Synapse" müsse erst einmal bestätigt werden, mahnt Thiel an. Durch Begriffe aus der Neurobiologie der Tiere werde lediglich das Nichtwissen über die Mechanismen pflanzlicher Reaktionen kaschiert.

Ignoranz und Dogmatismus

Die Kritiker sollten weniger dogmatisch sein, antworten die Pflanzenneurobiologen. "Der Begriff Plant Neurobiology ist eine Metapher", sagt etwa Anthony Trewavas. Metaphern könnten sehr nützlich sein, weil sie neue Denkansätze ermöglichten, findet auch Dietmar Volkmann. "Das mag zu Anfang schwammig sein, auch Kontroversen schaffen, aber der entscheidende Punkt ist doch, dass man auf eine neue Art und Weise über Pflanzen nachdenkt."

Wenn das nicht mehr möglich sei, hätten Ignoranz und Dogmatismus wie schon so oft in der Botanik gesiegt. Doch für David Robinson geht die Neurobio-Fraktion zu weit: "Mit Metaphern zu neuem Denken anzuregen ist eine Sache, aber das ist ja wohl kaum ein überzeugender Grund, eine internationale Gesellschaft danach zu benennen", sagt er. Dann könne man auch gleich eine "Gesellschaft der Pflanzenlunge" gründen.

(SZ vom 29.5.07)