Der IQ der Gurke

Korkenzieherspindeln zu umwickeln. In dem Moment erhält der Roboter eine entsprechende Rückmeldung, worauf er den betreffenden Ball erst mal ruhen lässt. Und die in sein Steuerungssystem eingespeiste KI erfährt einen Input, um zu lernen und die künftigen Bewegungen der Maschine zu planen.

Man könnte nun annehmen, dass schon bald sämtliche Fäden und Bälle rankenbesetzt sind. Doch die Aufnahmen mit einer Zeitrafferkamera zeigen, dass Gurke und KI in eine eigentümliche Interaktion miteinander treten: Die Pflanze ziert sich, lässt sich nicht einfach verkuppeln, was die KI des Roboters wiederum zum Umdenken zwingt. In dem Film entsteht der Eindruck, dass Stahlfäden und Gurkenranken sich umgarnen, dann aber auch wieder voneinander abwenden. Erst am Ende bilden die Drähte des Roboters willfährig das Spalier für die Ranken der Pflanze. Für Špela Petrič, die Erschafferin dieser Interaktion aus Natur und Technik, steht daher fest: Gurke und Maschine spielen miteinander. Ihr Resümee: „Wir müssen unsere – von Aristoteles entworfene und vom Christentum weitergeführte – Sicht von der Pflanze als einer einfachen und mechanischen Form des Lebens überdenken.“

Petrič ist eine slowenische Künstlerin, ihre Installation mit dem Titel PL’AI (Plants/Artificial Intelligence) konnte man 2024 auf der Trondheim Biennale for Art and Technology bewundern. Sie hat zwar ihr Projekt zusammen mit Experten und Expertinnen aus Wissenschaft und Technik, speziell der KI, entwickelt, doch sie räumt ein: „Es gibt keine wissenschaftliche Methode, um festzustellen, ob es ein Spiel ist oder nicht.“ Mit anderen Worten: Es sieht zwar so aus, als würden Gurke und KI miteinander spielen. Aber das lässt sich bislang nicht wissenschaftlich untermauern, und damit ist es auch kein Nachweis für eine pflanzliche Intelligenz.

Hören Pflanzen gerne Beethoven?

Was die Frage aufwirft, wie das Thema generell in den Wissenschaften gehandhabt wird. Vor rund 50 Jahren schien es erledigt und abgehakt, und das ausgerechnet durch ein Buch mit dem Titel Das geheime Leben der Pflanzen. Darin behaupteten der Journalist Peter Tompkins und der Botaniker Christopher Bird, dass Pflanzen fühlen und hören könnten – und besser gedeihen würden, wenn sie Beethoven statt Rock’n’Roll ausgesetzt seien. Zudem wurde ein CIA-Agent zitiert, der seine Zimmerpflanze an den Lügendetektor angeschlossen und sich dann vorgestellt hatte, dass er sie anzünden werde. Die Nadel des Detektors habe daraufhin heftig ausgeschlagen, so als stehe die Pflanze unter Stress. Der Agent habe daraus abgeleitet, dass sie nicht nur ein Bewusstsein habe, sondern auch Gedanken lesen könne. Das Buch wur­de zum Bestseller und sogar verfilmt, Stevie Wonder komponierte die Musik dazu. Doch wissenschaftlichen Überprüfungen hielt es nicht stand.

Vom American Scientist wurde es 1979 als „eine Ansammlung irriger oder unbeweisbarer Behauptungen“ bezeichnet, die Forschung zur Intelligenz der Pflanzen wurde daraufhin weltweit eingefroren. Seit etwa 15 Jahren lässt sich jedoch ein Wandel beobachten: In der Wissenschaft wächst inzwischen die Bereitschaft, Pflanzen – ähnlich wie den Tieren – ein problemlösendes Verhalten zu attestieren, mit dem sie auf Veränderungen in der Umwelt reagieren können. Es gibt immer mehr Studien zu diesem Thema, mit zum Teil verblüffenden Ergebnissen.

Streit über die „Pflanzenintelligenz“

Der Begriff „Pflanzenintelligenz“ fällt dabei allerdings eher selten. Doch das liegt weniger an der Unzulänglichkeit der Pflanzen als an der Unzulänglichkeit des Intelligenzbegriffs. „Man hat bisher mehr als 70 Definitionen für ihn veröffentlicht, und zwischen denen herrscht keine Übereinstimmung, nicht einmal innerhalb eines bestimmten Bereichs“, kritisiert André Kessler von der Cornell University in Ithaca. Diese begriffliche Unschärfe sei es letztendlich, so der US-amerikanische Ökologe, die für den Streit darüber sorge, inwiefern man pflanzliches Leben als intelligent bezeichnen könne.

So berufen sich viele Definitionen darauf, dass Lebewesen für Intelligenz ein zentrales Nervensystem und idealerweise auch ein Gehirn bräuchten. Die Pflanze besitzt so etwas nicht, allein schon deshalb, weil es in ihr keine Organe gibt, wie man sie von Tieren her kennt. Sie besteht vielmehr aus sich wiederholenden Modulen, in denen prinzipiell alle Fähigkeiten angelegt sind, die sie zum Überleben benötigt. Abgegrenzte Funktionseinheiten wie Leber, Darm oder Magen fehlen hingegen, und das gilt erst recht für so etwas Komplexes wie Nervensystem und Gehirn.

Die Raupe trippeln hören

Doch schon Anfang der 1920er Jahre beobachtete der indische Physiker und Botaniker Jagadish Chandra Bose, dass Mimosen kurz vor dem Schließen ihrer Blätter einen elek­trischen Impuls erzeugen. Und weil elektrische Ladungen typisch sind für das Arbeiten von Nervenzellen, schloss er daraus, dass auch Pflanzen ein Nervensystem besitzen müssten. Das war stark übertrieben, genauso wie jenes Experiment, bei dem er einen Kohlkopf mit Messfühlern ausstattete, in einen Topf kochendes Wasser legte – und dann die dabei aufkommenden elektrischen Impulse als „Todeskrampf“ interpretierte. Doch vom Prinzip her hatte der indische Naturforscher schon recht: Elektrizität funktioniert in Pflanzen, Tier und Mensch durchaus nach ähnlichen Mustern, mit ähnlichen Zielen.

Schon länger weiß man, dass eine Pflanze chemische Botenstoffe wie Salicylsäure und Stickoxid freisetzen kann, um im Falle einer Gefahr angemessen zu reagieren. Doch 1992 entdeckten Forschende aus England und Neuseeland, dass Tomatensetzlinge, deren chemische Signalwege man blockiert hatte, im Falle einer Verletzung trotzdem Abwehrproteine anreicherten. Und gleichzeitig gingen ihre elektrischen Aktivitäten steil nach oben, was dafür sprach, dass diese hinter der Reaktion steckten. Mittlerweile weiß man, dass Pflanzen über sogenannte epitheliale Leitungen verfügen, in denen Ionen und damit elektrische Signale von einer Zelle zur nächsten weitergegeben werden. „Pflanzen haben zwar keine Nerven im engeren Sinne, wie der Mensch sie hat“, erläutert Dieter Volkmann, der an der Universität Bonn zur Signalverarbeitung von Lebewesen geforscht hat. „Aber es gibt viele vergleichbare Strukturen.“

Volkmann gehört zu der wachsenden Anzahl von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, die mittlerweile von „Pflanzenneurobiologie“ sprechen, wenn es um die Wahrnehmung, Verarbeitung und Beantwortung von Reizen im Florareich geht. Das klingt für einige Mediziner und Biologinnen immer noch provokativ. Doch letzten Endes geht es darum, wie ein Lebewesen sein Verhalten so den wechselnden Anforderungen der Umwelt anpasst, dass es in ihr bestehen kann. Menschen machen das mit Nervensystem und Gehirn und die Pflanze eben ohne – aber viel mehr Unterschiede gibt es eigentlich nicht.

So beginnen auch die Schaltkreise der pflanzlichen Neurobiologie mit der Wahrnehmung eines Reizes. Pflanzen haben zwar keine Ohren, sind aber trotzdem sensibel für Schall. Sie haben feine Härchen auf ihren Blättern, mit denen sie etwa die Trippelgeräusche von Raupen und anderen Fraßfeinden registrieren können. Viele sind auch in der Lage, unter der Erde zu hören und das Geräusch richtig einzuordnen. Als ein italienisches Forschungsteam mehrere Erbsenpflanzen in die Nähe einer Wasserleitung setzte, ließen diese ihre Wurzeln dorthin wachsen. Bis dahin hatte man geglaubt, dies geschehe nur, wenn die Pflanze einen Feuchtigkeitsunterschied in der Erde spüre. Aber in dieser Situation konnte sie sich ja nur an dem Geräusch orientiert haben.

Überlebenskampf mit Chemie und Gestank

Für das Sehen fehlen Pflanzen die Augen, doch statt derer fand man in ihnen 14 unterschiedliche Lichtrezeptoren. Was ja naheliegend ist für ein Lebewesen, das seine Energie durch lichtabhängige Fotosynthese gewinnt. Aber auch der pflanzliche Geruchssinn ist ausgesprochen leistungsfähig. „Er ist sogar entwickelter als der unsere“, sagt Stefano Mancuso, der an der Universität Florenz eigens ein Institut für Neurobiologie gegründet hat. „Praktisch jede Pflanzenzelle ist von Geruchsrezeptoren übersät.“ Der italienische Botaniker bescheinigt den Pflanzen überdies, dass sie uns Menschen mindestens 15 weitere Sinne voraushaben, beispielsweise Sensoren für Gifte, Schwerkraft und elektromagnetische Felder. Das sei vor dem Hintergrund von Evolution und survival of the fittest auch sinnvoll: „Pflanzen können ja nicht flüchten, wenn sie bedroht werden. Sie müssen daher viel früher wahrnehmen, dass sich in ihrer Umgebung etwas ändert.“

Die einzelnen Rezeptoren machen aus ihrer Reizwahrnehmung ein chemisches oder eben auch – wenn es schnell gehen muss – ein elektrisches Signal, das verarbeitet und beantwortet wird. Und das geschieht dann nicht in einem neuronalen Zentralbündel, sondern praktisch in der kompletten Pflanze. Wie neurobiologisch leistungsfähig eine solche Dezentralisierung sein kann, sieht man auch in der Tierwelt am Beispiel des Kraken, der insgesamt neun Gehirne hat: eins für den zentralen Körper und jeweils eins für jeden Arm. Der Oktopus kann lernen, wie man Schraubverschlüsse öffnet und den Deckel von Joghurtbechern abzieht. Die kognitiven Leistungen der Pflanzen sind nicht minder beeindruckend.

Gedächtnisleistung ohne Gehirn

So ist die Mimose bekannt dafür, dass sie ihre Blätter einklappen kann. Doch das macht sie nicht bei jeder x-beliebigen Berührung, weil das zu viel Energie kosten würde. Sondern nur dann, wenn es notwendig ist. Mancuso ließ eingetopfte Mimosen immer wieder aus geringer Höhe auf eine Matratze fallen, und bei den ersten Malen klappten alle ihre Blätter ein. Doch spätestens nach dem sechsten Aufprall zeigte keine mehr eine Reaktion. Die Mimosen hatten gelernt, dass keine Gefahr drohte. Mancuso ließ sie daraufhin einen Monat lang in Ruhe, um sie dann wieder auf die Matte fallen zu lassen: Ihre Blätter blieben aufgeklappt. Die Pflanzen hatten also ihr erlerntes Verhalten stabil abgespeichert. „Das war eindeutig eine Gedächtnisleistung, auch ohne Gehirn“, resümiert Mancuso.

Ökologe Kessler verwendete für seine Experimente die Goldrute. Sie kann zwar nicht die Blätter einklappen, aber dafür bestimmte gas- und dampfförmige Substanzen absondern, wenn ihre Blätter von Käferlarven angefressen werden. Die Schädlinge interpretieren das als Zeichen von Krankheit und mangelnder Futtertauglichkeit ihres Opfers – und lassen davon ab. Zugleich riechen benachbarte Artgenossen der Pflanze deren chemischen Abwehrkampf – und produzieren ebenfalls flüchtige Substanzen, um gar nicht erst von den Larven angefressen zu werden. Was zunächst nur ein eindrucksvolles Beispiel für die Kommunikationsfähigkeit von Pflanzen ist, aber noch keine Bestätigung ihrer Lernfähigkeit.

Die Goldrute ahnt, was passiert – und handelt

Doch Kessler und sein Team beobachteten auch, dass die Goldrute zusätzlich auf eine andere Strategie zurückgreift, wenn sie von Insekten angegriffen wird: Sie beschleunigt ihr Wachstum, um noch vor dem nahenden Tod durch Gefressenwerden blühen und sich fortpflanzen zu können. Allerdings tut sie das sinnvollerweise nur, wenn sie von weiteren Goldruten als Fortpflanzungspartnern umgeben ist, was sie anhand des Rotlichts erkennt, das ihre Nachbarn reflektieren. Ohne die wächst sie hingegen unverändert weiter, produziert dafür aber noch mehr chemische Abwehrstoffe.

„Die Pflanze kann also, je nachdem welche Informationen sie aus der Umwelt erhält, ihr Verhalten ändern“, erläutert Kessler. Sie sei in der Lage, Hinweise zu verwenden, um eine bestehende oder zukünftige Situation zu antizipieren und dann entsprechend darauf zu reagieren. Solch eine Anpassungsfähigkeit, so das Resümee des US-Ökologen, entspreche dem, worin sich die meisten Definitionen von Intelligenz einig sind.

Dass Pflanzen sich auf ein „differenziertes Konkurrenzdenken“ verstehen, zeigt eine Versuchsreihe, die an der Universität Tübingen durchgeführt wurde. Die Forschenden um Michal Gruntman setzten Exemplare des Kriechenden Fingerkrauts unterschiedlichen Nachbarschaftsbedingungen aus. Es zeigte sich, dass es in die Länge wuchs, wenn es viel Licht und viele kurz- und dichtwachsende Nachbarpflanzen, also Konkurrenten gab, die sich nicht seitwärts umgehen ließen, aber klein genug waren, um sie im Höhenwachstum zu übertrumpfen. In der Gesellschaft hoher und locker gruppierter Nachbarpflanzen bevorzugte das Fingerkraut hingegen das Seitwärtswachstum mit kriechenden Ausläufern. Die Studie untermauere, resümiert Biologin Gruntman, „die Fähigkeit von Pflanzen, komplexe Informationen über ihre Umgebung zu integrieren und darauf optimal zu reagieren“.

Pflanzen, die zählen und strategisch planen

Die Venusfliegenfalle schnappt erst dann zu, wenn die Beute mindestens zweimal die Sinneshaare in ihrem Fangmechanismus berührt hat, und ihre Verdauungssäfte fließen erst bei mindestens fünf Berührungen. Was in logischer Konsequenz heißt, dass sie zählen kann, denn sonst wäre es ihr nicht möglich, ihr Verhalten zu differenzieren. Erbsen können strategisch planen, ob es sich in Böden mit unterschiedlichem Nährstoffangebot lohnt, ein großes Wurzelgeflecht anzulegen. Sonnenblumen richten sich während der Wachstumsphase zur Sonne aus, doch wenn die Blüte einsetzt, wechseln sie ihre Taktik und zeigen nur noch Richtung Osten.

Es gibt noch viele weitere Beispiele dafür, wie Pflanzen ihr Verhalten anpassen und dabei Fertigkeiten wie Beobachten, Vergleichen, Lernen und strategisches Planen offenbaren, die sich getrost dem kognitiven Bereich zuordnen lassen. Doch deswegen muss man sie nicht als intelligent oder klug bezeichnen. Man kann es tun, wenn man Intelligenz in erster Linie als Anpassungsfähigkeit betrachtet und Klugheit als Fähigkeit, in unterschiedlichen Problemsituationen das Richtige zu tun. Doch wer dabei an die durstige Krähe denkt, die nach einigem Zögern ein Steinchen nach dem anderen in ein Glas Wasser wirft, damit der Pegel darin steigt und sie davon trinken kann, sollte besser nach anderen Begriffen suchen. Denn Pflanzen können nicht verstehen, wo das Problem liegt, und überlegen, welche Handlungsoptionen sie haben, und sich dann – mehr oder weniger frei – für eine von ihnen entscheiden. Pflanzen haben zwar mehr Möglichkeiten, als wir ihnen oft zutrauen, doch sie wählen nicht die richtige davon, sondern diese wird nach einem vorgefertigten Muster abgespult, weil die passenden Voraussetzungen dafür vorliegen.

Wie das Leben eigentlich tickt

Die US-amerikanische Wissenschaftsautorin Zoë Schlanger empfiehlt in ihrem Buch Die Lichtwandler, Pflanzen nicht an der menschlichen Intelligenz zu messen: „Dadurch werden sie allenfalls zu geringeren Menschen oder zu geringeren Tieren.“ Stattdessen sollten wir sie respektieren – nicht nur wegen ihrer einzigartigen Fähigkeiten, sondern auch weil sie uns eindringlich vor Augen führen, wie das Leben eigentlich tickt. „Eine einzelne Pflanze ist ein Wunder“, so Schlanger, „und eine Pflanzengemeinschaft ist das Leben schlechthin.“