Die Pflanzenschrift und ihre Offenbarungen

von Jagadis Chunder Bose

INHALT

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II. KAPITEL
DIE SCHRIFT DER PFLANZEN

Bei der Bearbeitung all dieser Fragen sehen wir uns vor die große Schwierigkeit gestellt, daß die Pflanzen stumme und scheinbar untätige Geschöpfe sind. Und doch, geben uns die Pflanzen nicht irgendwelche Zeichen, aus denen wir ihre innere Geschichte lesen können? Stumme Menschen machen sich durch die Bewegungen ihrer Finger verständlich; sehen wir zu, wie wir von ihrem vitalen Zustand etwas erfahren können. Wir klopfen einer stummen Person auf den Finger. Dies sei der fragende Reiz oder Stimulus. Der Finger antwortet und zuckt. Aber wie stark, in welchem Ausmaß? Dies wird davon abhängen, wie rege, wie lebendig der Mensch ist. Ist er im Zustande voller Regsamkeit, so wird der Finger stark zucken; ist er in reduziertem Zustand, so wird derselbe Schlag nur ein schwaches Zucken bewirken; ist er tot, so wird er überhaupt nicht reagieren.

Nehmen wir an, wir hätten einen Bleistift am Finger des Menschen festgebunden und zögen ein Stück Papier unter dem Bleistift vorüber. Wir würden in dem beschriebenen Versuch drei Arten der Aufzeichnung bekommen. Ist die stumme Person bei voller Regsamkeit, so wäre die Auszackung der Linie, die der zuckende Finger zeichnet, lang; ist sie im Zustande der Depression, so wäre der Zacken nur kurz, und ist sie tot, so würde keine Bewegung aufgezeichnet. So könnten wir aus der Länge der Striche auf den Lebenszustand der stummen Person schließen.

Fig. l. Blätter von Mimosa im ausgebreiteten, ungereizten Zustand (links) und im eingezogenen, gereizten Zustand (rechts).

Etwa in derselben Weise werden wir den vitalen Zustand der Pflanze untersuchen können, indem wir die Größe der Bewegung messen, mit der sie auf einen prüfenden Reiz antwortet. Während alle Pflanzen ein begrenztes Bewegungsvermögen besitzen, zeigen doch keine so lebhafte Bewegungen, vergleichbar jenen der Tiere, wie die sogenannten "sensitiven" Pflanzen und unter diesen im besonderen Mimosa pudica. Fig. l bringt ein Paar Blätter von Mimosa zur Darstellung: das linke Blatt ist in normaler, ausgebreiteter Stellung; das rechte Blatt hat sich auf einen Reiz hin gesenkt.

Es ist ein fesselnder Anblick, die Bewegungen einer Mimosa zu beobachten. In Bengalen nennt man sie die "sittsame Maid", weil sie sich so empfindlich vor jeder Berührung zurückzieht. Die Kinder pflegen mit ihr stundenlang zu spielen, wobei sie sich über die Lebhaftigkeit der Bewegungen, mit der die Pflanze jeden Reiz beantwortet, freuen.

Das ganze Blatt der Mimosa läßt sich mit unserem horizontal ausgestreckten Arm mit ausgespreizten Fingern vergleichen. Um lange Beschreibungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, kurze Namen für die einzelnen Teile des Blattes einzuführen. Der Hauptblattstiel oder Petiolus ist vergleichbar dem Arm und die vier Blattstiele zweiter Ordnung, die Blättchenstiele oder Subpetiolen den ausgespreizten Fingern. Trifft den Arm ein Schlag, so krümmt er sich ein und die Finger schließen sich; ebenso fällt das Mimosa-blatt, wenn es gestoßen wird, nieder und die Blättchenstiele werden eng aneinander gelegt. Die letzteren tragen zahlreiche Paare von Blättchen, die ebenfalls empfindlich sind und sich nach oben schließen. Die Bewegung wird hervorgebracht durch die Kontraktion einer empfindlichen, polster-ähnlichen Gewebsmasse, des Pulvtnus oder Gelenkpolsters an den verschiedenen Gelenken; dieser zieht sich zusammen, kontrahiert sich ähnlich wie der Muskel des Tieres. Es liegt ein großes Gelenkpolster dort, wo das Blatt am Stengel aufsitzt; vier kleinere Gelenkpolster stehen an den Verbindungspunkten der vier Blättchenstiele mit dem Hauptstiel, und zahlreiche kleine Pölsterchen stehen am Ansatzpunkt der Blättchen letzter Ordnung am Subpetiolus.

Es ist ein wunderbarer Lebensmechanismus, den wir bei der Mimosa sehen: drei getrennte und verschiedene Bewegungen an einem einzigen Blatt! Der Hauptblattstiel sinkt hernieder; die vier Blättchenstiele bewegen sich seitlich und legen sich aneinander; und die kleinen Paare der Blättchen letzter Ordnung falten sich aufwärts. Ist es ein Wunder, daß solch ein lebhaftes Bewegungsspiel bei einer Pflanze uns fesselt und in Staunen versetzt?

Wenn eines der endständigen Blättchen mit der Pinzette gedrückt oder mit der Schere angeschnitten oder mit einem heißen Draht berührt wird, so sehen wir einen Impuls nach einwärts, d.h. in der Richtung zum Stengel wandern. Die einzelnen Blättchenpaare falten sich aufwärts, eines nach dem ändern in regelmäßiger Folge; die Stiele zweiter Ordnung ziehen sich zusammen und der Hauptblattstiel sinkt nach unten. Wenn die Reizung sehr stark war, so pflanzt sich die Erregung längs des Stengels fort und verursacht das Fallen anderer, entfernter Blätter.

Wir wollen nun unsere Aufmerksamkeit speziell auf die Bewegung des Hauptblattstieles richten und untersuchen, warum sich dieser senkt. Wir betrachten das erwähnte Gewebspolster, das Blattgelenk oder den Pulvtnus, der das motile Organ ist und auch als Angel für die Bewegung des Blattes dient. Die untere Hälfte des Gelenks ist in hohem Maße sensitiv, die obere nur in viel schwächerem Maße: durch sorgfältige Messungen fand ich, daß die untere Hälfte des Polsters etwa 80-mal stärker empfindlich ist als die obere. Und nicht nur dies, die untere Hälfte ist auch viel lebhafter beweglich als die obere. Wenn wir daher das Blatt reizen, so kontrahieren sich beide Hälften, aber die stärkere Kontraktion der unteren Hälfte verursacht das Fallen des Blattes. Die tatsächliche Verkürzung der unteren Gelenkshälfte ist sehr klein, doch da der lange Blattstiel als vergrößernder Zeiger fungiert, wird die Gesamtbewegung der Reaktion doch höchst auffällig.

DER APPARAT ZUR REGISTRIERUNG DER REAKTION

Fig. 2. Schematische Darstellung des Registrierapparates.

Ich will nun die Methode beschreiben, nach der sich die auf einen Reiz erfolgende Reaktionsbewegung von der Pflanze selbsttätig aufzeichnen läßt. Ein Blatt einer Mimosa wird mit Hilfe eines dünnen Fadens an dem einen Ende eines Hebels befestigt (Fig. 2), der sich auf Diamantlagern bewegt. Das andere Ende des Hebels trägt ein kleines Gewicht, durch welches der Faden gespannt wird. An der Mitte des Hebels sitzt rechtwinkelig ein dünner Draht, dessen gebogenes Ende als Schreibstift dient. Die Spitze dieses Drahtes berührt eben eine berußte Glasplatte, auf der die Kurve verzeichnet wird; die Platte senkt sich unter der Wirkung der Schwerkraft langsam abwärts, wobei ein Uhrwerk die Geschwindigkeit bestimmt.

Fig. 3. Versuchsanordnung für die Reizung durch Induktionsströme. K Schlüssel des primären Stromkreises.

Wir können die Pflanze durch verschiedene Mittel reizen, die auch den Menschen erregen - durch Zwicken, durch Berühren mit einem heißen Draht oder durch einen Tropfen Säure. Jene Mittel können indes die Pflanze leicht ernstlich beschädigen und sind deshalb, zumal wenn der Versuch wiederholt werden soll, unbrauchbar. Ein besseres Verfahren besteht in der Anwendung elektrischer Reize mit Hilfe einer In-duktionsspule. Dieses hat die folgenden Vorteile: erstens wird die Pflanze nicht beschädigt, wofern der Schock nicht zu intensiv ist; zweitens können aufeinanderfolgende Reize absolut konstant erhalten werden; und drittens läßt sich die Intensität der Reize, wenn nötig, quantitativ abstufen. Im Induktionsapparat sind zwei Spulen vorhanden, die Primär- und die Sekundärspule. Die Intensität des Reizes läßt sich schrittweise steigern, indem man die Sekundär- der Primärspule näher bringt (Fig. 3).

Fig. 4. Reaktionskurve des primären Blattstiels von Mimosa. Die senkrechten Striche unter der Kurve bezeichnen Intervalle von einer Minute. (a b) Fallen des Blattes; (b c) Wiederaufrichtung.

Wenn sich das Blatt infolge der Erregung senkt, so zieht es das rechte Ende des Hebels herab, so daß der Schreibstift sich nach links bewegt und eine aufsteigende Linie verzeichnet. Das Blatt erholt sich langsam von der Wirkung des Reizes und richtet sich wieder auf, wobei es den absteigenden Kurvenast der Erholung zeichnet. Die beiden Kurvenäste bilden zusammen einen Abschnitt der Reaktionskurve. Der aufgerichtete Ast, der der Kontraktion entspricht, ist in nicht mehr als einer Sekunde fertig, wogegen die Erholung die Zeit von etwa 12 Minuten beansprucht.

Fig. 5. Aufzeichnung aufeinander folgender, gleichförmiger Reaktionsbewegungen von Mimosa.

In Fig. 4 ist eine Reaktionskurve von Mimosa dargestellt; sie erinnert lebhaft auch an den Verlauf unserer eigenen Empfindung, wenn wir von einem Reiz getroffen worden sind. Wir fühlen den Schmerz eines Schlages fast augenblicklich, und es braucht einige Zeit, bis die unangenehme Empfindung wieder verschwindet. Wenn sich die Mimosa erholt hat und zur Ausgangslage zurückgekehrt ist, können wir einen zweiten gleichen Reiz von gleicher Stärke auf sie einwirken lassen. Sind die Außenbedingungen dieselben wie vorher, so fällt auch die zweite Reaktion gleich aus, und ebenso die folgenden (Fig. 5). Befände sich die Pflanze aus irgendwelchen Gründen in einem Depressionszustande, so würde sich dies sogleich durch verminderte Reaktionsausschläge zu erkennen geben.

DER "RESONANZ-RECORDER"

Ich habe von einer ernstlichen Schwierigkeit, die der Gewinnung genauer Registrierkurven bei den Pflanzen im Wege steht, noch nicht gesprochen. Bei den Muskeln der Tiere ist die Kraft, mit der die Kontraktion ausgeführt wird, ansehnlich, so daß die Reibung des Schreibhebels auf der Zeichenplatte leicht überwunden wird. Bei den Pflanzen hingegen ist der Zug, den das Bewegungsorgan ausübt, nur schwach. Würde der Hebel in dauerndem Kontakt mit der berußten Platte belassen, so würde der Reibungswiderstand genügen, die Bewegung zu ändern oder sie zum Stillstand zu bringen. Diese Schwierigkeit wird überwunden, wenn ein intermittierender Kontakt an Stelle des dauernden tritt; es wird dann eine Reihe von Punkten statt einer zusammenhängenden Linie aufgezeichnet. Dies ist bei meinem "Resonanz-Recorder" der Fall (Fig. 6), der auf dem Prinzip des Mittönens beruht.

Fig. 6. Oberer Teil des Resonanzrecorders. (Nach einer Photographie.)

Wenn die Saiten zweier Violinen genau gleich gestimmt sind, dann bringt ein Tönen der einen Saite die andere zum Mitschwingen und Mittönen. Gesetzt, wir stimmen den Schreibstift V so, daß er hundertmal in der Sekunde schwingt; wird nun ein Ton angestimmt, der hundert Luftschwingungen in der Sekunde erzeugt, so wird der Schreibstift in Schwingung versetzt. Er bleibt nun nicht mehr in dauerndem Kontakt mit der Zeichenplatte, sondern er zeichnet eine Folge von Punkten, und zwar hundert in der Sekunde. Die Kurve wird daher aus einer Reihe von Punkten bestehen, deren Abstand je einem Intervall von einer Hundertstelsekunde entspricht.

Mit feineren Registrierapparaten wäre es möglich, Zeitintervalle bis hinab zum tausendsten Teil einer Sekunde zu messen. Es wird nun verständlich, daß durch die Erfindung des "Resonanz-Recorders" nicht nur die durch die Reibung verursachte Schwierigkeit ausgeschaltet wird, sondern daß die Kurve zudem ein genaues Zeitmaß liefert, wie kurz die zu messenden Intervalle auch sein mögen.

Fig. 7. Vollständige Apparatur zur automatischen Registrierung der Reaktionsbewegungen von Mimosa.

Auf diesem Wege ist es mir gelungen, die Pflanze selbst ihre Antwort auf einen bestimmten, prüfenden Reiz aufschreiben zu lassen. Und um bei den Beobachtungsergebnissen jede persönliche Komponente auszuschalten, wurden Vorrichtungen getroffen, die am Registrierapparat befestigte Pflanze durch absolut konstante Reize automatisch zu erregen, sie ihre Antwort aufzeichnen und sich erholen und nachher denselben Zyklus neuerlich durchlaufen zu lassen, ohne daß der Beobachter irgendwo direkt in den Versuch einzugreifen braucht. Fig. 7 stellt den vollständigen Apparat dar.

SENSITIVE UND GEWÖHNLICHE PFLANZEN

Wir sind gewohnt, die Pflanzenwelt für empfindungslos zu halten und Mimosa und einige wenige andere "sensitive Pflanzen" als Ausnahmen anzusehen. Wir glauben uns zu einer solchen Teilung der Pflanzen in zwei Klassen deshalb berechtigt, weil Mimosa, wenn man sie berührt, aktive Bewegungen ausführt, während die gewöhnlichen Pflanzen allem Anschein nach passiv und unbeweglich sind. Allein könnte nicht der Mangel sichtbarer Bewegungen statt auf dem Fehlen der Sensibilität auch darauf beruhen, daß irgendwelche hindernde Kräfte die Ausführung der Reaktionsbewegungen vereiteln?

Denken wir uns, daß zwei Leute von gleicher Größe und Kraft mit den Rücken aneinander gebunden sind und beide zu gleicher Zeit geschlagen werden. Jeder wird versuchen sich vorwärts zu bewegen und wird so der Bewegung des anderen das Gleichgewicht halten. Aber sind wir deshalb berechtigt anzunehmen, daß die zwei Personen für die Schläge unempfindlich sind?

Stellen wir uns hinsichtlich der Bewegungen von Mimosa einmal vor, was geschehen würde, wenn die obere Hälfte des Gelenkpolsters ebenso sensitiv wäre wie die untere. Die beiden Hälften würden dann wirken wie antagonistische Muskeln, sie würden jede Bewegung verhindern. Es mag paradox erscheinen, - die "Empfindlichkeit" der Mimosa beruht auf der Tatsache, daß die eine Hälfte ihres Bewegungsorgans verhältnismäßig inaktiv ist. Es ist, wie wenn wir bei unserem anschaulichen Vergleich einen kräftigen Mann und einen schwächlichen zusammengebunden hätten; die Reaktion des ersteren würde dann jedem Auge sichtbar werden.

Im jungen Stengel gewöhnlicher Pflanzen ist das Gewebe meistens ringsum in gleicher Weise sensitiv, so daß einer Kontraktionsbewegung der einen Seite eine ebensolche der gegenüberliegenden Seite entgegenwirkt. Infolgedessen antwortet der Stengel auf symmetrisch einwirkende Reize nicht durch Krümmung nach der einen oder anderen Seite. Der ganze Stengel aber erfährt eine Kontraktion und Verkürzung, die jedoch so geringfügig ist, daß wir sie nicht wahrnehmen. Diese Kontraktion bei gewöhnlichen Pflanzen kann jedoch mit Hilfe eines vergrößernden Registrierapparates nachgewiesen werden. Die Reaktion des gewöhnlichen Stengels erweist sich also als wesentlich ähnlich wie die der sensitiven Mimosa, sie ist nur viel schwächer ausgeprägt.

DAS EINROLLEN EINER RANKE

Der folgende Versuch läßt in schlagender Weise erkennen, daß auch gewöhnliche Pflanzen sensitiv sind. Eine Ranke, die sich um eine Stütze gewunden hat, wird abgeschnitten und von der Stütze getrennt. Sie scheint durchaus unempfindlich zu sein; wird aber ein starker elektrischer Reiz durch sie gesandt, so beginnt sich die Ranke sogleich einzubiegen und führt heftige Krümmungen aus, ganz so, wie sich ein Wurm, der getreten wird, windet. Die Erklärung dieser ungewöhnlichen Erscheinung ist folgende: wenn die Ranke den Zweig berührt, so rollt sie sich, wie jedermann weiß, rund um die Stütze. Die innere Oberfläche der Spirale wird durch die dauernde Reibung verfestigt, während die Außenseite verhältnismäßig empfindlicher bleibt. Die äußere, konvexe Seite der Ranke verhält sich wie die untere Seite des Gelenkpolsters, sie führt bei Erregung eine weit stärkere Kontraktion aus. Die überwiegende Kontraktion der konvexen Seite bei elektrischer Reizung verursacht die Einkrümmung der Ranke. Experimente wie dieses beweisen, daß die bisherige Unterscheidung zwischen "sensitiven" und "gewöhnlichen" Pflanzen gänzlich ungerechtfertigt ist. Der Unterschied ist bloß ein solcher des Grades.

Wir werden im nächsten Kapitel sehen, daß die Pflanzen durch Veränderung der äußeren Bedingungen tiefgreifend beeinflußt werden und daß es möglich ist, die Pflanzen selbst dahin zu bringen, daß sie uns jene feinen Veränderungen in ihrem Inneren enthüllen. Dies gelingt durch Beobachtung der Antworten, die uns die Pflanze auf befragende Reize, die sie treffen, erteilt.