Botanische Forschung: Mit Pflanzen musizieren

Ob Baum oder Blume, Pflanzen erzeugen elektrische Potenziale, die man in Töne übersetzen kann. Ihre Fähigkeiten zur Kommunikation gehen noch weiter.

Die Geschichten, die ich hier erzählen möchte, hören sich vielleicht ein bisschen unglaubwürdig an. Denn in ihnen geht es um Blumen, die Musik machen, um Wurzeln, die Wasser hören, und darum, dass Pflanzen sogar eigene Persönlichkeiten haben sollen. Vor ein paar Jahren hätte ich das vermutlich für eine schräge Mischung aus Esoterik und Fantasy gehalten. Heute weiß ich, dass all das schon lange ernsthaft wissenschaftlich untersucht wird.

Es geschah im Mai dieses Jahres, ich war in eine Kölner Waldorfschule eingeladen. Der Pianist Nikolaus Schardt saß am Flügel und verkabelte ein Alpenveilchen mit einem kleinen Gerät, das elektrische Signale in Klaviertöne übersetzt. Davor warteten rund sechzig Schülerinnen und Schüler, Lehrerinnen und Lehrer, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darauf, das etwas passiert. Schardt schaltete das Gerät ein. Die ersten Töne kamen heraus und sie klangen wie ein bekiffter Brian Eno, der immer nur eine einzelne Taste spielt. Dann improvisierte Nikolaus Schardt dazu, und durch den Raum ging ein ungläubiges Staunen.

„Als ich die ersten Töne hörte, kam mir ein Tränchen“, sagte eine ebenfalls anwesende Biologin anschließend. Sie war außerdem davon überzeugt, dass sich die Klänge verändert hätten, als der Pianist einsetzte. Ich habe das leider nicht gehört. Aber das muss nichts heißen. Manchmal höre ich nicht so gut.

Dass Pflanzen auf Schall und Töne reagieren, gilt inzwischen als gut belegt. For­sche­r:in­nen der University of Western Australia testeten das mit der Erbsenpflanze Pisum sativum. Sie bauten ihr ein Mini-Labyrinth aus PVC-Rohren, die Wurzel musste sich entscheiden, in welche Richtung sie wachsen möchte. Hinter einem der Gänge ließen sie Wasser durch ein Rohr laufen. Das Ergebnis war, dass die Wurzeln in die Richtung gewachsen sind, aus der die Wassergeräusche kamen.

Ein anderes Experiment aus Israel finde ich aber witziger: Hier haben die For­sche­r:in­nen die Blüte einer Nachtkerze drei Minuten lang über Lautsprecher mit dem Summen einer Honigbiene beschallt. Nach dem kurzen Fakeflirt zwischen Biene und Pflanze war der Zuckergehalt des Nektars um rund 20 Prozent gestiegen.

Vielleicht hatte die Biologin also recht. Vielleicht hatte das Alpenveilchen tatsächlich auf Nikolaus Schardt reagiert. Trotzdem möchte ich hier erst mal eine ganz andere Frage klären: Was hören wir da eigentlich?

Was hören wir da?

Das will ich von Max Moser wissen, der ebenfalls bei Schardts Konzert vor Ort ist. Der Chronobiologe und emeritierte Professor hat sich sein ganzes Berufsleben lang mit dem befasst, was den Takt des Lebens vorgibt. Mit Herzschlägen, mit Schlafzyklen, der inneren Uhr und so weiter. Jetzt beschäftigt er sich mit den Rhythmen von Pflanzen. Er hat das Gerät entwickelt, mit dem wir Alpenveilchen zuhören können.

Was hören wir da, Herr Professor?

„Eine künstlerische Interpretation der vegetativen Rhythmen.“

Aha?

„Pflanzen haben im Inneren zwei Flüssigkeitsströme. Einer transportiert Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln zu den Blättern. Der andere bringt den dort produzierten Zucker wieder nach unten. Diese Ströme erzeugen elektrische Potenziale. Die misst unser Gerät. Wir haben diese elektrischen Widerstände in eine Skala gebracht und sie in Töne übersetzt. Das nennt man Sonifizierung.“

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Und warum verändert sich die Musik ständig?

„Weil sich die Pflanze ständig verändert. Mit dem Licht, mit der Tageszeit, mit ihrem Wasserhaushalt, mit ihrer gesamten Umwelt. Je stärker sich die elektrischen Potenziale verändern, desto mehr verändert sich auch die Musik. Umso höher der elektrische Widerstand, desto höher auch die Töne, umso schneller die Schwankungen in den Strömen, desto rhythmischer sind die Melodiebögen. Ich finde, das hat durchaus auch eine klangliche Qualität.“

Ich mag den Professor. Er sieht ein bisschen aus wie Dr. Emmett Brown aus „Zurück in die Zukunft“, und es ist mir sympathisch, dass er nicht behauptet, Pflanzen würden heimlich Lieder komponieren. Ihm geht es in diesem Projekt nämlich um etwas anderes: „Die Kinder wieder in die Natur locken, weil sie mit ihren Handys ja wirklich hineingesaugt werden in diese virtuelle und digitale Welt.“

Die Geschichte hinter diesem Satz beginnt auf einer Alm im österreichischen Weiz, erzählt mir Max Moser. Für ein Kunstprojekt verkabelte er dort eine zweihundert Jahre alte Tanne mit seinem Gerät und einem Klavier. Und da passierte etwas Unerwartetes, sagt er. Die Weizer Musikschule sei dazugekommen, die Schülerinnen und Schüler hätten ihre eigenen Instrumente mitgebracht. Geigen, Gitarren und Glockenspiele, und plötzlich hätten sie eine Jam-Session mit der Tanne veranstaltet.

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Die Schüler brachten ihre Instrumente mit, Geigen, Gitarren und Glockenspiele, und plötzlich hatten sie eine Jam-Session mit der Tanne

Aus dieser Begegnung ist dann das Bildungsprojekt „Re-Connecting with Nature“ entstanden. Heute können Schulen die Geräte ausleihen. Wie die Waldorfschule in Köln es getan hat.

So konnten die Schülerinnen und Schüler im Gartenbauunterricht damit experimentieren. Dafür stellte zum Beispiel eine achte Klasse ihre Pflanze erst mal in einen hellen und lichtdurchfluteten Klassenraum, später dann in einen dunklen Keller. Im Hellen klang sie schneller und heller, im Dunklen eher so, als würde sie schlafen, mit tieferen Tönen und ruhigeren Rhythmen. Die Aufnahmen davon haben sie vor dem Konzert laufen lassen.

Ein kleiner Junge neben mir sagte danach: „Das klingt komisch.“ Eine Lehrerin schwärmte davon, wie sie der selbst gezogenen Kresse lauschen konnte. Und ein Mädchen aus der Forscherklasse sagte: „Ich wusste schon, dass Pflanzen leben. Aber ich hätte nicht gedacht, dass sie sich auch so mitteilen können.“

Mitteilen. Das ist ein großes Wort, aber vielleicht auch nicht ganz exakt. Es ist ja nicht so, als würde ein Beifuß dem anderen zurufen, dass Raupen im Anmarsch sind.

Oder etwa doch?

Dafür blicken wir nun in die Berge der kalifornischen Sierra Nevada. Dort ritzte der US-amerikanische Biologe Richard Karban im Jahr 2009 einigen Dutzend Beifußpflanzen die Blätter ein. Anschließend stülpte er Plastiktüten über die Pflanzen und wartete 24 Stunden. Danach nahm Karban einen Schlauch, saugte mit dem Mund die Luft aus den Beuteln und blies sie anschließend in andere Tüten, die die Zweige unverletzter Beifußpflanzen umhüllten.

Zum Vergleich bekamen andere Beifußpflanzen die Luft von völlig gesunden Artgenossen zugeatmet. Nach einiger Zeit entfernte Karban die Tüten und überließ die Pflanzen der Natur. Raupen, Heuschrecken und Rehe konnten sich nach Lust und Laune einen ganzen Sommer lang an ihnen laben. Das Ergebnis: Diejenigen Pflanzen, die die Luft von den verletzten Beifußpflanzen bekamen, hatten deutlich weniger Fraßschäden als jene, die die Luft von gesundem Beifuß bekommen hatten. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie angeknabbert wurden, war rund 40 Prozent geringer.

Wie konnte das sein? Karban geht davon aus, dass die verletzten Beifußpflanzen Botenstoffe in die Luft abgegeben hatten, woraufhin die gesunden Pflanzen ihre natürliche Abwehr hochfuhren, lange bevor die Raupen, Rehe und Heuschrecken überhaupt bei ihnen waren. Das ist nur eine von vielen Strategien, die sich im ewigen Wettrüsten der Evolution bewährt haben. Seit Hunderten Millionen Jahren versuchen Pflanzen, nicht gefressen zu werden. Und weil sie nicht weglaufen oder aktiv kämpfen können, mussten sie erfinderisch werden.

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Botaniker sprechen über Eigenschaften, für die wir bislang ein Gehirn vorausgesetzt haben und die in der Psychologie deswegen auch kognitive Fähigkeiten genannt werden

Ein Alpenveilchen im Jazzkonzert, Pflanzen, die „hören“, oder „riechen“ können, Beifuß, der vor Gefahren warnt. Welche Geschichte kommt als Nächstes? Vielleicht eine, in der Botaniker über Eigenschaften sprechen, für die wir bislang ein Gehirn vorausgesetzt haben und die in der Psychologie deswegen auch „kognitive Fähigkeiten“ genannt werden?

Diese Geschichte gibt es tatsächlich, und in ihr geht es um Mimosen, die sich erinnern und lernen sollen. Vorab zum Verständnis: Berührt man die Blätter einer Mimose, klappt sie sie schlagartig zusammen. Das ist ein Reflex gegen mögliche Fressfeinde. Es kostet die Pflanze Energie, die Blätter zu schließen. Ein Forscherteam wollte daher wissen, ob die Pflanze irgendwann merkt, dass manche Gefahren gar keine sind. Also ließen sie ihre Versuchspflanzen immer wieder – bis zu 420-mal – aus 15 Zentimeter Höhe kontrolliert auf ein Kissen fallen, sodass die Mimosen erschraken und ihre Blätter schlossen.

Am Anfang zumindest noch. Nach einigen Wiederholungen machten sie sich nicht mehr diese Mühe. Offenbar hatten sie gelernt, dass diese Stöße harmlos waren. In der Verhaltensforschung nennt man das Habituation. Das ist die einfachste Form des Lernens.

Selbst einen Monat später reagierten die Pflanzen darauf noch so. Das heißt zwar nicht, dass sich die Mimose erinnert wie ein Mensch, aber sie scheint zwischen bekannten und ungefährlichen und neuen Reizen unterscheiden zu können und ihr Verhalten daraufhin anzupassen.

„Scheint“ schreibe ich auch, weil es Kritik an der Studie gibt. Der Forscher Robert Biegler zweifelt nämlich an, dass die Pflanze sich „habituiert“ hat. Er behauptet, die Mimose sei nach zu vielen Stürzen einfach ermüdet gewesen. Um das auszuschließen, müsste man den Versuchsaufbau modifizieren und das Experiment noch einmal neu durchführen. Ja, die Wissenschaft diskutiert sehr ernsthaft darüber.

Wechsel der Perspektive

Jede dieser Geschichten für sich wäre vielleicht noch als Kuriosität abzutun. Zusammengenommen stehen sie aber für einen botanischen Perspektivwechsel. Lange galten Pflanzen als irgendwas, das einfach passiv rumsteht, wächst, blüht und bloß darauf wartet, gefressen zu werden. Heute werden Pflanzen häufiger beschrieben, als würden sie ihre Umwelt gestalten.

Man darf ja darüber streiten, ob Verben wie „hören“, „riechen“, „lernen“ und „erinnern“ hier wirklich angemessen sind, oder ob sie Vorstellungen von Pflanzen in unsere Köpfe schmuggeln, die ihnen am Ende irgendwie menschliche Eigenschaften andichten. Darüber wird ja auch gestritten. Aber grundsätzlich zeichnen die ganzen Forschungsergebnisse ein recht klares Bild. Uneinig sind sich die Forscher vor allem in der Interpretation der Ergebnisse.

Wenn das alles stimmt, stellt sich dann nicht zwangsläufig die nächste Frage? Reagieren alle Pflanzen gleich? Gibt es individuelle Unterschiede? Und würde ich diese Frage überhaupt stellen, wenn es dazu nicht auch schon eine Studie gäbe?

Wir sind wieder bei Richard Karban. Offenbar interessiert es ihn besonders, wie Pflanzen reagieren, wenn man ihnen das Leben schwer macht. Es war wieder der Beifuß, dem er die Blätter anritzte. Doch diesmal wollte er nicht wissen, ob er seine Nachbarn warnen kann. Sondern, ob alle Beifußpflanzen gleich gut darin sind.

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Ich schreibe von hasenfüßigem Beifuß, als gäbe es jetzt schon individuelle Persönlichkeiten unter Pflanzen

Also wiederholte er den oben beschriebenen Versuch in abgewandelter Form mit vielen verschiedenen Pflanzen, und tatsächlich: Manche schlugen schon bei kleinen Verletzungen Alarm, während andere selbst bei stärkeren Schäden vergleichsweise zurückhaltend reagierten.

Noch erstaunlicher war allerdings, dass die Nachbarpflanzen ihre Pappenheimer zu kennen schienen. Während sie auf die Signale des ängstlichen Beifußes kaum reagierten, fuhren sie ihre eigene Abwehr zuverlässig hoch, wenn die mutigen Beifußpflanzen ihre Warnsignale aussendeten. Und da ist es mir auch passiert: Ich schreibe von hasenfüßigem Beifuß, als gäbe es jetzt schon individuelle Persönlichkeiten unter Pflanzen.

Ich sagte ja schon: Die Geschichten, die ich hier erzähle, hören sich im ersten Moment vielleicht ein bisschen unglaubwürdig an. Wissen Sie nun, was ich meine?