Um herauszufinden, was das Schmatzen bei den Gewächsen bewirkt, ließen die Forscher im Labor Raupen auf die senfähnliche Pflanze Arabidopsis los und maßen mit einem Lasermikrofon und einem kleinen reflektierendem Plättchen an den Blättern die Vibrationen, also die Geräusche, die durch die kauenden Tiere entstanden.
Diese Aufnahme spielten sie einer zweiten Gruppe Pflanzen vor, als diese noch nicht von Raupen belästigt wurde. Einige Stunden später setzten sie diesen Exemplare Raupen auf die Blätter und beobachteten, was passiert. Das Ergebnis: die Raupen wandten sich überraschend schnell ab, scheinbar schmeckten ihnen die Blätter nicht mehr.
Fressgeräusche verändern den Pflanzenstoffwechsel
„Wir fanden heraus, dass diese Kaugeräusche die Pflanzen offensichtlich vorwarnten”, erklärt Studienautor Rex Cocroft, Professor an der Biologiefakultät der MU. Die Pflanzen produzierten als Reaktion auf die Geräuschkulisse weit mehr unangenehm riechende Senföle, als Artgenossen, die nur Stille zu hören bekommen hatten. Die Senföle sind eine Art chemischer Abwehr dieser Pflanzenklasse und wirken auf Raupen abstoßend. Je höher die Konzentration an diesen Stoffen, desto weniger Schaden nahmen die Blätter. Und je früher die Pflanzen die Geräusche wahrnehmen, desto mehr Abwehrstoffe können sie produzieren. Ein akustisches Frühwarnsystem, überlebenswichtig für die Pflanzen.
Besonders erstaunte die Forscher, wie diffizil dieser akustische Sinn der Gewächse offensichtlich ist. Vibrationen, die durch einen leichten Wind oder andere Insekten erzeugt wurden, hatten keinerlei Einfluss auf die Produktion der giftigen Senföle. Offensichtlich können die Pflanzen also unterscheiden, welche Geräusche ihnen gefährlich werden und welche nicht.
Akustische Stimulation als Hilfsmittel für die Landwirtschaft
Weitergehende Studien sollen nun zeigen, wie genau Arabidopsis die Fressgeräusche wahrnimmt und welche Teile des Vibrationssignals besonders wichtig sind. „Die Pflanzen haben viele Möglichkeiten, einen Insektenangriff zu bemerken, aber diese Fressgeräusche sind wahrscheinlich der schnellste Weg, besonders für die äußeren Teile der Pflanze”, vermutet Cocroft. Zu wissen, wie sich die Selbstverteidigungsmechanismen der Pflanzen gegen Insekten oder andere Plagen verstärken lassen, könnte in der Landwirtschaft sehr nützlich sein, glaubt auch Heidi Appel, Pflanzenwissenschaftlerin an der MU und zweite Autorin der Studie. Wenn es gelänge, diesen natürlichen Schutz allein durch die Beschallung mit Klängen zu erhöhen, würden weniger giftige Pflanzenschutzmittel gebraucht.
