Fliesstext Pflanzliche Informationsverarbeitung

 

 
Pflanzen sind aus informationstheoretischer Sicht zwar von geringer Komplexität als Menschen und die meisten Tierarten, aber sie sind dennoch multimedial und multiprozessoral organisiert und verarbeiten Informationen massiv parallel. Nach Art und Gattung in unterschiedlichem Umfang nutzen Pflanzen vor allem die folgenden Informationsmedien:
 
physikalische und chemische Medien im primären Stoffwechsel
Licht in der Photosynthese
andere elektromagnetische Wellen (Biophotonen)
Pflanzenhormone
 

Sowohl die Nahrungsaufnahme und -verarbeitung (primärer Stoffwechsel) als auch die Photosynthese lassen sich als Informationsfluß begreifen. Nur wenn wir dies tun, verstehen wir, warum wir aus den Pflanzen auch auf die Bodenqualität (z. B. die Ph-Werte) und auf das Klima an den Orten schließen können, an denen diese Pflanzen wachsen. Auch wenn wir sie ausgegraben haben und isoliert vor uns sehen, "zeigen" sie uns ihre Herkunft, geben uns also Informationen über ihren Standort, dienen uns also als Informationsmedium über ihre Umwelt. Dies geht nur, wenn sie Informationen aus dieser Umwelt gespeichert haben (Gedächtnis der Pflanzen). Um die verschiedenen Informationstypen zu speichern, muß die Pflanze entsprechende Sensoren ausbilden und nutzen. Sie braucht Informationen natürlich auch um ihr eigenes Wachstum zu steuern. Dabei nutzt sie Pflanzenhormone, die ganz ähnliche biochemische Reaktionen hervorrufen können, wie die - viel besser bekannten - tierischen Hormone. Mindestens 8 Pflanzenhormone werden mittlerweile in der Pflanzenphysiologie unterschieden. Molekularbiologische Untersuchungen zeigen, daß ‚auch bei Pflanzen sensorische Vorgänge ablaufen, die ohne weiteres in der Empfindlichkeit an tierische Sensorik heranreichen'.[1] Und natürlich setzen die Signalstoffe bei Pflanzen wie bei Tieren komplexe Reaktionsketten, Signaltransduktionen, in Gang. Hier liegt ein wichtiges und expansives Forschungsfeld.
Ich werde einige Leistungen pflanzlicher Informationsverarbeitung am Beispiel der Gedächtnisfunktionen veranschaulichen.

Das Gedächtnis der Pflanzen
 
Entsprechend ihres komplexen multimedialen Aufbaus verfügen Pflanzen über verschiedene Speichermedien:
 

genetische Informationen werden biochemisch vor allem in der DNS kodiert
der Zellaufbau enthält Informationen über den Wachstumsprozeß (Vgl. die Jahresringe der Bäume)
hormonelle Reaktionsketten und
elektromagnetische Erregungszustände speichern (ultra-)kurzfristige Umweltreize usf.
 
Die durch die DNS festgelegten Programme werden vermutlich noch immer im Alltag in ihrer Bedeutung überschätzt. Neben solchen Formen eines arttypischen Langzeitgedächtnisses muß jedes Individuum hochspezielle Informationen speichern, um sich in seinem konkreten Lebensraum anpassen zu können. Wie bei Tieren und Menschen wird auch bei Pflanzen zwischen verschiedenen Formen des Gedächtnis unterschieden:
 
Ultrakurzzeitgedächtnis  
Kurzzeitgedächtnis Beispiel
Langzeitgedächtnis  
Ultralangzeitgedächtnis Beispiel

[1] Ich danke Prof. Dr. Günther Scherer, Spezielle Ertragsphysiologie im Institut für Zierpflanzenbau, Uni Hannover, für seine geduldigen Erklärungen seines Metiers. Die Schlußfolgerungen habe ich allein zu verantworten.