Glauben Sie, dass Pflanzen keinen „Schmerz“ empfinden, wenn Sie Blumen pflücken und auf Gras treten?

Medienberichten zufolge haben Wissenschaftler der Washington State University in den USA entdeckt, dass Pflanzen, auch wenn sie keine Nerven haben, dennoch spüren können, wenn sie berührt werden. Neuigkeiten werden zusammengefasst

Fazit: „Pflanzen haben einen Tastsinn“, heißt das, dass Pflanzen auch Angst vor Schmerzen haben?

Pflanzeninteraktion

Schauen wir uns zunächst an, wie dieses Experiment durchgeführt wurde: Wissenschaftler haben einige Pflanzen genetisch so verändert, dass ihre Zellen über einen „Stresssensorindikator“ auf der Grundlage von Kalziumsignalen verfügten. Berühren Sie die Zellen mit einem Glasstab, der so dünn wie ein menschliches Haar ist, und die Indikatoren zeigen Änderungen in der Kalziumsignalisierung innerhalb und zwischen den Zellen an.

Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das Signal bei Berührung mit einem Glasstab als sich langsam bewegende Welle erscheint. aber wenn der Glasstab entfernt wird, wird die Welle sofort schneller und löst sich schnell auf. Die zwei unterschiedlichen Wellen bedeuten, dass die Pflanzen zwei verschiedene Reaktionsmuster auf das Auftreten und Abklingen von Stress haben.

Auch wir können diese magische Interaktion in unserem Leben direkt erleben – die Mimose erkennt Ihre Berührung und schließt sich sofort, als wäre sie schüchtern. Fleischfressende Pflanzen wie die Venusfliegenfalle können sich schnell in Käfige verwandeln, um Insekten zu fangen und sie langsam zu verdauen, aber sie müssen zuerst die Annäherung der Insekten spüren.

Gibt es dieses animalische „Gefühl“ wirklich? Nicht genau.

Berühren und Fühlen

Tiere müssen einen ausgeprägten Tastsinn entwickeln, um sich an eine immer schneller werdende Welt anzupassen. Wörtlich genommen liegt der Unterschied zwischen Tieren und Pflanzen im „Unterschied zwischen Bewegung und Stillstand“. Doch in den Anfängen des mehrzelligen Lebens waren die Tiere entweder wie Korallen am Meeresboden befestigt und ernährten sich von zufällig umhertreibenden Nährstoffen oder trieben wie Plankton mit der Strömung, ohne aktiv zu jagen oder zu verfolgen. Dies unterscheidet sich stark von dem heutigen Bild von Tieren, die rennen, springen und fliegen können.

Die Artenexplosion im Kambrium änderte dies alles. Tiere haben erstaunliche athletische Fähigkeiten entwickelt, die ein umfassendes Spektrum an Wahrnehmungsfähigkeiten erfordern. Mithilfe von Seh- und Hörvermögen können wir beispielsweise die Positionen von Beutetieren und Raubtieren erfassen und das Angriffs- und Verteidigungsgelände ihrer Umgebung verstehen. Durch Berührung können mechanische Reize der äußeren Umgebung wahrgenommen werden. Von da an vermitteln Veränderungen des Meerwassers und des durch den Körper strömenden Windes ein Gefühl der Gefahr und helfen dem zentralen Nervensystem des Tieres, zwischen Beute und natürlichen Feinden zu unterscheiden.

Und alle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass auch Pflanzen, die wir lange Zeit ignoriert haben, über ähnliche Mechanismen verfügen. Es ist nur so, dass „Pfirsiche und Pflaumen schweigen“. Pflanzen verfügen über kein Nervensystem, daher gibt es auch keine Möglichkeit, dieses Druckgefühl zu verarbeiten, geschweige denn, es als eine Art „Wahrnehmung“ zusammenzufassen.

Es tut weh, es tut so weh!

Tiere verfügen sogar über eine erweiterte Form des Tastsinns: den Schmerzsinn.

Wenn Sie beispielsweise versehentlich auf einen Legostein treten (mechanische Stimulation), sich an kochendem Wasser verbrühen, im Winter in Nordostchina an einer Eisentür lecken (Temperaturstimulation) oder superscharfe Nudeln essen (chemische Stimulation), wird das auf jeden Fall weh tun! Dadurch werden Schmerzrezeptoren in unserem Körper aktiviert, die Gefahrensignale vom peripheren Nervensystem an das zentrale Nervensystem senden. Während dieses Vorgangs geben Wunden und andere Körperteile eine Reihe von Substanzen ab, die aktiv Schmerzen auslösen, wie etwa Histamin und Prostaglandine, um diesen Vorgang zu unterstützen und letztlich Schmerzen durch den somatosensorischen Bereich, den Gyrus cinguli anterior und die Inselrinde der Großhirnrinde zu erzeugen.

Mit anderen Worten: Schmerz ist eine vom Gehirn erzeugte Wahrnehmung. Ob wir Menschen beispielsweise Schmerzen empfinden können, kann sogar von unseren Verhaltensmotivationen bei Reizen, von vergangenen Erfahrungen, unserer emotionalen Persönlichkeit, unserer Familie sowie unserem sozialen und kulturellen Hintergrund beeinflusst werden. Es handelt sich dabei nicht um eine völlig objektive Widerspiegelung der Verletzung, sondern eher um eine „Gehirnergänzung“, bei der das Gehirn entscheidet, ob Ihr Körper dazu angetrieben werden soll, Vorteile zu suchen und Schaden zu vermeiden. Darüber hinaus können uns die Schmerzen, die wir verspüren, auch Aufschluss darüber geben, was mit unserem Körper los ist: Zahn- oder Bauchschmerzen können uns dazu veranlassen, schnell ins Krankenhaus zu gehen, weil wir wissen, dass es sich dabei um eine Warnung des Körpers handelt.

Sind Pflanzen und Tiere dasselbe?

Reagieren Pflanzen auf mechanischen Druck nicht nur auf eine Art und Weise, die einer „Berührung“ ähnelt, sondern auch auf eine „schmerzhafte“ Reaktion? Wenn eine Pflanze stimuliert wird, etwa wenn Rinder oder Schafe Gras fressen, sondert das Antioxidationssystem an ihrer „Wunde“ übermäßige Mengen an Superoxiden wie Wasserstoffperoxid ab. Diese Abwehrsignalmoleküle werden wie Schmerzfaktoren innerhalb des Pflanzenkörpers transportiert und aktivieren das Abwehrsystem der Pflanze. Dabei kommt es jedoch nicht zu einem inneren Schmerzempfinden, da sie sich nicht bewegen müssen. Stattdessen geben sie Stoffe wie Tannine ab, die natürlichen Feinden nicht gefallen, und sorgen so für die Sicherheit der meisten Pflanzen.

Es gibt noch immer viele ungelöste Rätsel über die Schmerzwahrnehmung von Pflanzen. Beispielsweise verwenden verschiedene Pflanzen unterschiedliche Substanzen, um diese „Schmerzdiffusion“ zu erreichen, ihre Funktionen scheinen jedoch ähnlich zu sein. Beispielsweise ist das Abwehrsignalmolekül Systemin ein kleines Molekül, das aus 18 Peptiden besteht. In der Natur kommt es nur in Nachtschattengewächsen vor. Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, dass es genutzt werden kann, indem man es künstlich in Arabidopsis thaliana aus der Familie der Kreuzblütler einpflanzt.

Einige Experimente haben außerdem gezeigt, dass der oben erwähnte Kalziumionenweg neben „Berührungssignalen“ auch „Schmerzsignale“ übertragen kann, ähnlich wie bei Tieren. Dies kann daran liegen, dass sowohl Pflanzenzellen als auch Tierzellen eukaryotische Zellen sind und dass einige der zugrunde liegenden Strukturen bei beiden ebenfalls Gemeinsamkeiten aufweisen können.

Was wir jedoch klarstellen können, ist, dass der Mechanismus, mit dem Pflanzen äußere Reize wahrnehmen, im Vergleich zu Tieren mit zentralem Nervensystem nicht mit irgendeiner vom Gehirn verarbeiteten „Wahrnehmung“ vermischt ist. Es handelt sich immer noch um eine rein mechanische Reaktion, die sich wesentlich von der der Tiere unterscheidet.

Auszug aus: Innerhalb und außerhalb des Klassenzimmers Junior High School Edition · Science Youth Juli 2023 Wochenschrift Nr. 3 (Gesamtzahl 1149) Text-/Code-Editor/Mao Ying