Samstag, 6. Januar 2018

Haben Pflanzen ein Gedächtnis?

 
aus DiePresse.com,
Haben Pflanzen ein Gedächtnis?
Französische Forscher sagen: Ja! Sie wollen Beweise dafür gefunden haben, dass Pflanzen Erfahrungen abrufen können und in diesem Sinne lernfähig sind.

Dass Pflanzen viel mehr sind als empfindungslos dahinwuchernde Gewächse, ist mittlerweile Common Sense: Man weiß etwa, dass sie auf Lichtreize reagieren, dass sie chemische Substanzen wahrnehmen und Vibrationen spüren oder dass sie ein Sensorium für das Schwerefeld der Erde haben. Überdies besitzen sie auch so etwas wie „Intelligenz“ – und zwar in dem Sinne, dass sie Probleme lösen können: Sie nützen ihre Sinneswahrnehmungen, um Gefahren abzuwenden und ihre Lebensbedingungen zu optimieren.

Pflanzen haben natürlich kein spezielles Nervensystem oder Gehirn. Dennoch werden Sinnesreize durch elektrische, chemische oder hydraulische Signale über Leiterbahnen in den Pflanzen übermittelt, die an ganz anderen Stellen eine Wirkung zeitigen können – etwa Abwehrstoffe gegen Fressfeinde bilden.

Damit aber noch nicht genug: Zusätzlich zu solchen direkten Reaktionen, die Sekunden bis Minuten nach einem Reiz erfolgen, gibt es auch Wirkungen, die erst Wochen oder Monate später erfolgen – und zwar nur unter ganz bestimmten Umständen. Der französische Biologe Michel Thellier erklärt dies damit, dass Pflanzen über ein Gedächtnis verfügen, in dem Erfahrungen gespeichert werden, die zu einem späteren Zeitpunkt auch wieder abgerufen werden können. In seinem eben ins Deutsche übersetzten Buch „Haben Pflanzen ein Gedächtnis?“ (132 S., 20,55 Euro, Springer) beschreibt er zahlreiche Experimente mit Flachs-Keimlingen oder jungen Paradeiserstauden, in denen zweifelsfrei nachgewiesen werden konnte, dass die Reaktionen auf bestimmte Stimuli von der Vorgeschichte der Pflanzen abhängen. Man könnte also etwas zugespitzt sagen, dass auch Pflanzen lernfähig sind und ihre Erfahrungen abrufen können, wenn sie sie benötigen.

Wie dieses Gedächtnis funktioniert, weiß man erst in Ansätzen. Bekannt ist, dass sich nach einem Reiz elektrische Wellen in einer Pflanze ausbreiten und sich in der Folge die Konzentrationen mancher Proteine verändern. Spekuliert wird, dass das mit dem Aus- und Einschalten bestimmter Gene (Epigenetik) zusammenhängen könnte. Wenn das wirklich der Fall ist, wäre es nicht ausgeschlossen, dass Gelerntes auch an die nächste Pflanzengeneration weitergegeben werde könnte. Für die Pflanzenzucht könnte das völlig neue Türen öffnen.

Doch so weit ist man noch nicht, es gibt noch sehr viele Wissenslücken. Botaniker leben jedenfalls in spannenden Zeiten.


Donnerstag, 4. Januar 2018

Eine neurologische Einheitstheorie?


 aus derStandard.at, 3. Jänner 2018, 11:24

Der neurowissenschaftlichen "Theorie für Alles" auf der Spur
IST-Austria-Forscher stellen Formel auf, wie neuronale Informationen kodiert werden

Klosterneuburg/Wien – So wie Physiker waren Neurowissenschafter bisher auf der Suche nach einer "Theorie für Alles", mit der man unterschiedlichste Phänomene erklären kann. Forscher des Institute of Science and Technology (IST) Austria haben nun eine einheitliche Formel aufgestellt, wie neuronale Informationen kodiert werden. Sie ist ein Rahmenwerk, das bisherige Ansätze verbindet, berichten sie im Fachjournal "PNAS".

Bisher hatte man drei Haupttheorien mit jeweils verschiedenen Annahmen über die Eigenschaften der sensorischen Neuronen, also Nervenzellen, die Informationen aus der Umwelt verarbeiten, erklären die Forscher um Gasper Tkacik vom IST Austria in Klosterneuburg. Bei der "effizienten Kodierung" ging es zum Beispiel darum, dass Neuronen trotz Signalrauschen so viele Informationen wie möglich auswählen und weiterleiten. Die "vorhersagende Kodierung" setzte voraus, dass trotz Reizflut nur jene Information Eingang findet, die auch in Zukunft benötigt wird, wie zum Beispiel eine Bewegungsrichtung. "Spärliche Kodierung" wiederum bedeutete, dass immer nur wenige Neuronen aktiv sind. Wie sehr solche Theorien überlappen oder vereinbar sind, war aber unklar.

Die IST-Forscher haben nun ein Rahmenwerk und eine mathematische Formel dafür geschaffen. Der neuronale Code hängt demnach von mehreren Parametern ab: Dem Rauschen, ob das Signal in Zukunft verwendet wird, und wie komplex es ist. Die bisherigen Theorien galten nur für einzelne Bereiche, die mit der neuen Funktion aber gänzlich umfasst werden. Damit sei es nun möglich, Phänomene zu erklären, die man zwar beobachtet hat, aber mit keinem der bisher existierenden Modelle interpretieren konnte, meinen sie. (APA.)

Dienstag, 2. Januar 2018

Wir sind nun endlich ausgewachsen.

 aus derStandard.at, 1. Jänner 2018, 12:00

Die Menschheit hat ihren körperlichen Zenit erreicht
Französische Forscher leiten aus medizinhistorischer Analyse ab, dass wir unsere natürlichen Grenzen erreicht haben

Paris – Und nun die schlechte Nachricht zum Jahreswechsel: Die Menschheit hat ihren körperlichen Zenit erreicht – zumindest wenn es nach einem interdisziplinären Team mehrerer französischer Institute geht. Und auch den implizit in der Grundaussage mitschwingenden Satz "Von nun an geht's bergab" bestätigen die Forscher tendenziell; vorausgesetzt es werden keine Maßnahmen getroffen, den aktuellen Status zu wahren.

Auf dem Gipfel

Das Team um Studienerstautor Adrien Marck vom Institut de Recherche bio-Médicale et d'Epidémiologie du Sport veröffentlichte seinen Befund im Fachmagazin "Frontiers in Physiology". Basis des Papers war eine Analyse historischer medizinischer Daten, die 120 Jahre zurückreicht. In Betracht gezogen wurden sowohl genetische als auch umweltbedingte Einflüsse.

Das Resümee läuft darauf hinaus, dass es sowohl für Körpergröße als auch für Lebenserwartung und körperliche Leistungsfähigkeit biologische Grenzen geben dürfte – und dass diese erreicht worden sind, zumindest für die gegenwärtige evolutionäre Ausprägung des Menschen. Trotz laufender Fortschritte in Sachen Ernährung und Medizin gebe es bei diesen Faktoren keine Steigerung mehr, sagt Koautor Jean-François Toussaint von der Universität Paris Descartes. Wir seien die erste Generation, die sich dieser Grenzen bewusst werde.

Ausblick

Für die Zukunft prognostizieren die Forscher unter anderem, dass immer seltener neue Weltrekorde im Sport aufgestellt werden und dass zwar immer mehr Menschen bis zum gegenwärtigen Alterslimit leben werden – dass sie es aber nicht überschreiten werden.

Es könne aber sogar zu Rückschritten kommen – hier schreiben die Forscher Umwelteinflüssen eine entscheidende Rolle zu. Sie weisen darauf hin, dass in einigen afrikanischen Ländern die durchschnittliche Körpergröße zuletzt wieder abgenommen habe: ein Hinweis darauf, dass sich in den betreffenden Gesellschaften die Gesundheits- und Ernährungslage verschlechtert hat.

Für die Politik ergibt sich laut den Forschern in Zukunft die Herausforderung, Strategien zu enwickeln, um die Lebensqualität zu erhöhen und einem möglichst großen Anteil der Bevölkerung das Ausschöpfen der natürlichen Limits zu ermöglichen. (jdo, 1. 1. 2018)