Pflanzen reagieren auf Kaugeräusche von Raubtieren

Wissenschaftler haben gezeigt, dass Pflanzen auf Musik, Wind und Berührung reagieren; Nun zeigen erstmals zwei Forscher anhand von akustischen und chemischen Analysen, dass Pflanzen auch auf die Blattvibrationen reagieren, die Insekten beim Kauen erzeugen.

Die Ergebnisse, in der Zeitschrift veröffentlicht Ökologen könnte für die Landwirtschaft nützlich sein, sagen die Studie Ermittler, Heidi Appel, ein leitender Forscher in der Abteilung für Pflanzenwissenschaften, und Rex Cocroft, Professor in der Abteilung für Biologische Wissenschaften, beide an der Universität von Missouri (MU).

Dr. Appel sagt, während frühere Studien gezeigt haben, dass Pflanzen in der Lage sind, auf akustische Energie - einschließlich Musik - zu reagieren, zeigen sie als Erste, dass sie auf eine ökologisch relevante Schwingung reagieren können, und dass diese Vibrationen Signale "Veränderungen in den Pflanzenzellen" signalisieren. Stoffwechsel, wodurch mehr defensive Chemikalien entstehen, die Angriffe von Raupen abwehren können. "

Der Laserstrahl maß Raupen-Kauvibrationen

Für die Studie verwendeten die Forscher Raupen des kleinen weißen Schmetterlings Pieris Rapae und die blühende Pflanze Arabidopsis thaliana. Die Pflanze gehört zur Familie der Senf- oder Kohlgewächse Brassicaceae und wird weit verbreitet als Modellorganismus in der biomedizinischen Forschung verwendet.

Die Forscher platzierten die Raupen auf der Pflanze und maßen die Vibrationen, die sie beim Kauen der Blätter erzeugten.

Die Methode, die die meisten Forscher verwenden, um Vibrationen zu erkennen, verwendet ein Kontaktmikrofon. Aber in diesem Fall wäre der Mikrofonsensor zu schwer für die kleinen Blätter von ArabidopsisDeshalb verwendete das Team einen anderen Ansatz, basierend auf einem Laser und einem Stück reflektierendem Klebeband, das an der Blattoberfläche klebte. Der Laserstrahl prallt von dem Band ab, und die Größe der Ablenkung wird dann als ein Maß für die Menge der Vibration in dem Blatt verwendet, wodurch der Kontakt mit dem Blatt selbst minimiert wird.

Die Forscher waren auch in der Lage, die Ausgabe des Lasers durch einen Lautsprecher zu spielen, so dass menschliche Ohren die Geräusche hören konnten, die erzeugt wurden, während die Raupen die Blätter kauten.

Dann, in einer separaten Phase der Studie, spielten die Forscher die Aufnahmen zu einer Reihe von Pflanzen und spielten nur Stille zu einem anderen Satz.

Pflanzen, die Futterschwankungen ausgesetzt waren, produzierten mehr Senföle gegen die Raupen

Als sie dann Raupen auf beide Pflanzengruppen legten, fanden sie heraus, dass die Pflanzen, die zuvor Aufnahmen der Raupen ausgesetzt waren, kauten, mehr Senföle produzierten, Verbindungen, die Raupen unattraktiv finden.

Prof. Cocroft sagt: "Bemerkenswert ist, dass die Pflanzen, die verschiedenen Vibrationen ausgesetzt waren, einschließlich solcher, die durch einen sanften Wind oder verschiedene Insektengeräusche erzeugt wurden, die einige akustische Merkmale mit Raupenvibrationen teilen, ihre chemische Abwehr nicht erhöhten."

Spiele das Video unten, um mehr über die Forschung des Teams zu erfahren:

Er und Dr. Appel schließen daraus, dass die Pflanzen in der Lage sind, durch Fütterung erzeugte Schwingungen von denen zu unterscheiden, die aus anderen Quellen in ihrer Umgebung kommen.

Das Paar plant nun zu untersuchen, wie die Pflanzen die Vibrationen wahrnehmen, welche Merkmale der Signale wichtig sind und wie sie die Vibrationen mit anderen Informationen integrieren, um ihre Schädlingsabwehr zu erzeugen.

Dr. Appel sagt, dass die Raupen davonkriechen, wenn sie die chemische Abwehr spüren, also könnten Vibrationen vielleicht die Pflanzenabwehr verstärken. Sie schlägt vor, solche Anwendungen könnten in der Landwirtschaft nützlich sein, und auch:

"Diese Forschung öffnet auch das Fenster des Pflanzenverhaltens etwas weiter und zeigt, dass Pflanzen viele der gleichen Reaktionen auf äußere Einflüsse haben, die Tiere tun, auch wenn die Reaktionen anders aussehen."

Die Studie wurde von der National Science Foundation finanziert.

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