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Tomaten geben für uns unhörbare Geräusche von sich – und Insekten hören ihnen zu


In Kürze:

  • Tomaten, Tabak und andere Pflanzen geben Geräusche von sich. Für uns sind sie nicht wahrnehmbar, doch Insekten richten sich nach ihnen.
  • Auch Pflanzen „hören“: Die Blüten einer Küsten-Nachtkerze erhöhen die Zuckerkonzentration ihres Nektars, wenn sie dem Summen einer Biene ausgesetzt sind, und Reis keimt schneller, wenn er Regen hört.
  • Was wir für Stille halten, ist vielleicht einfach eine Klangwelt, die außerhalb unserer Hörweite liegt – und die die Wissenschaft gerade erst zu erkennen beginnt.

 
Eine Tomate, der es an Wasser mangelt, macht keinen Lärm – zumindest für unsere Ohren. Bringt man jedoch ein Ultraschallmikrofon etwa 10 Zentimeter von ihren Blättern entfernt an, dann sind eine Reihe kleiner Klickgeräusche wahrzunehmen, vergleichbar mit Maiskörnern, die in einer Pfanne aufplatzen.
Lange Zeit galt diese Geräuschaktivität als eine Kuriosität aus dem Labor. Heute steht sie im Mittelpunkt der Pflanzenbioakustik, also der Erforschung der Geräusche, die Pflanzen erzeugen und wahrnehmen. Und die neuesten Ergebnisse zeigen, dass diese Signale Zuhörer haben.

Klicks, die für das menschliche Ohr zu hoch sind

Alles begann mit einer Studie, die am 30. März 2023 in der Zeitschrift „Cell“ von einem Team unter der Leitung von Lilach Hadany, Evolutionsbiologin an der Universität Tel Aviv, veröffentlicht wurde. Die Forscher platzierten Tomaten- und Tabakpflanzen in einer Akustikkammer, einem Raum, der von äußeren Geräuschen isoliert ist.
Ihre Mikrofone zeichneten Ultraschallgeräusche auf, die hauptsächlich zwischen 40 und 80 Kilohertz lagen. Das menschliche Ohr nimmt nur selten Frequenzen über 16 Kilohertz wahr: Ohne Hilfsmittel bleiben diese Töne für uns immer unhörbar.

Tabakpflanzen in der Dordogne in Frankreich.

Foto: Roger Mechan/iStock

Am auffälligsten war ihr Rhythmus. Eine gesunde Pflanze gibt im Durchschnitt weniger als einen Ton pro Stunde ab. Eine gestresste Pflanze, die beispielsweise einige Tage lang kein Wasser erhalten hat oder deren Stiel abgeschnitten wurde, erzeugt mehrere Dutzend Töne pro Stunde.
Durstige Tomaten erreichten so etwa 35 Klicks pro Stunde. Auch Mais, Weizen, Weinreben und Kakteen waren lauter, wenn sie unter Wassermangel litten.

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Wissenschaftler trainierten eine KI mit diesen Aufzeichnungen. Das Programm lernte, die Geräusche von Pflanzen von Umgebungsgeräuschen zu unterscheiden und den Zustand jeder Pflanze – dehydriert, verletzt oder intakt – allein anhand des Geräuschs zu erkennen.
„Wir haben eine sehr alte wissenschaftliche Kontroverse gelöst: Wir haben bewiesen, dass Pflanzen Geräusche von sich geben“, erklärte Lilach Hadany in einer Mitteilung ihrer Universität. Diese Forschungsergebnisse wurden seit 2019 als Preprint verbreitet, doch ihre Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Cell“, nach Überprüfung durch andere Fachleute, verlieh ihnen zusätzliches Gewicht.
Die Vorstellung, dass Pflanzen ihre Umgebung anders wahrnehmen können, als man denkt, ist nicht neu. Bereits 1966 hatte der Amerikaner Cleve Backster einen Polygraph an eine Zimmerpflanze angeschlossen und deren Reaktionen aufgezeichnet. Sechs Jahrzehnte später gehen Forscher aus Tel Aviv der Frage mit Mikrofonen, Messungen und künstlicher Intelligenz nach.

Blasen im „Rohrsystem“ der Pflanzen

Doch wie erzeugen die Tomaten die Geräusche? Die bevorzugte Hypothese des Teams bezieht sich auf das interne „Rohrsystem“ der Pflanze.
Das Wasser steigt von den Wurzeln zu den Blättern durch das Xylem, ein Netzwerk sehr feiner Gefäße. Wenn der Pflanze Wasser fehlt, sind diese Leitungen zunehmendem Unterdruck ausgesetzt, und es können Gasblasen entstehen. Dieses als Kavitation bekannte Phänomen könnte eine plausible Erklärung für die Klickgeräusche sein. Allerdings konnten die Forscher nicht nachweisen, dass jedes Geräusch einer Blase entspricht.
Eine weitere Frage blieb auch 2023 offen: Wenn diese Geräusche Informationen über den Zustand der Pflanze liefern, hört sie dann jemand?

Tomatenpflanzen in einem Gemüsegarten vor dem Straßburg Bahnhof.

Foto: Franck Legros/iStock

Nachtfalter hören zu

Die Antwort kam von derselben Universität. In einer Studie, die Ende 2024 als Preprint erschien und am 5. Januar 2026 in ihrer endgültigen Version in der Zeitschrift „eLife“ veröffentlicht wurde, beschäftigten sich Rya Seltzer und Guy Zer Eshel, aus den Laboren von Yossi Yovel und Lilach Hadany, mit dem ägyptischen Baumwollwurm (Spodoptera littoralis).
Dieser Nachtfalter ist ein gefürchteter Schädling der Kulturen, dessen Raupen auch Tomatenpflanzen angreifen. Die Weibchen legen ihre Eier auf den Pflanzen ab, damit ihre Larven sofort nach dem Schlüpfen Nahrung finden – und diese Insekten nehmen Ultraschall wahr.
Das Team führte mehrere Experimente durch. Als die Weibchen zwischen zwei leeren Räumen platziert wurden – wobei der eine Raum die Klickgeräusche einer „durstigen“ Tomate wiedergab und der andere still war –, zogen sie es vor, auf der Seite mit Geräuschen zu legen. Es schien, als ob das Geräusch die Anwesenheit einer Pflanze signalisierte.
Als sie vor der Wahl zweier gesunden Tomaten standen, von denen eine mit einem Lautsprecher ausgestattet war, der Dehydratationsgeräusche abspielte, wählten sie hingegen die stille Pflanze – die anscheinend nahrhafter für ihren Nachwuchs war.
Zwei Kontrollen untermauern die Ergebnisse. Weibchen ohne Hörvermögen – deren Trommelfell durchstochen worden war – zeigten keine Vorlieben für bestimmte Pflanzen. Und die Anwesenheit von Nachtfalter-Männchen, die ebenfalls Ultraschallklicks abgeben, führte nicht zu derselben Präferenz bei der Eiablage. Die Weibchen reagierten also spezifisch auf die von den Pflanzen erzeugten Geräusche.
Die Autoren sehen darin den ersten Beweis für eine akustische Interaktion zwischen einem Insekt und einer Pflanze. Sie glauben, dass es noch weitere solche Interaktionen zu entdecken gibt.

Pflanzen, die empfindlich auf Geräusche und Schwingungen reagieren

Der Dialog könnte in beide Richtungen funktionieren – also auch, dass Pflanzen auf Insekten reagieren. 2019 zeigte das Team von Lilach Hadany in der Zeitschrift „Ecology Letters“, dass die Blüten einer Küsten-Nachtkerze, Oenothera drummondii, innerhalb von drei Minuten die Zuckerkonzentration ihres Nektars um durchschnittlich etwa 20 Prozent erhöhen, wenn sie dem Summen einer Biene oder Tönen einer vergleichbaren Frequenz ausgesetzt sind.
Blüten reagierten nicht, wenn sie unter einer Glasglocke platziert wurden, welche die Schwingungen blockierte. Auch höhere Töne blieben wirkungslos. Die Hypothese der Forscher: Die becherförmige Blütenkrone scheint ähnlich wie eine Antenne in der Frequenz der Flügelschläge der Bestäuber zu vibrieren.

Oenothera biennis, die Gewöhnliche Nachtkerze (Symbolbild).

Foto: RoamingPanda/iStock

Reis hört Regen – und keimt erheblich schneller

Im April 2026 beschrieben zwei Forscher des Massachusetts Institute of Technology, Nicholas Makris und Cadine Navarro, in der Zeitschrift „Scientific Reports“ ein Experiment mit knapp 8.000 Reiskörnern, die unter wenigen Zentimetern Wasser lagen.
Diese Körner, die dem Geräusch von fallenden Tropfen an der Oberfläche ausgesetzt waren, keimten unter den günstigsten Bedingungen zwischen 30 und 40 Prozent schneller als Körner ohne Regengeräusch, wobei der Effekt mit der Entfernung zu den Tropfen abnahm.
Die Autoren schlagen als Erklärung vor: Die Schwingungen könnten die Statolithen, – winzige Körnchen in bestimmten Zellen, die der Pflanze ermöglichen, Schwerkraft wahrzunehmen – in Bewegung versetzen, was die Keimung auslösen würde. Diese Bewegung wurde jedoch durch physikalische Berechnungen geschätzt und nicht direkt in den Zellen beobachtet.
„Die Energie des Regengeräuschs reicht aus, um das Wachstum eines Samens zu beschleunigen“, sagte Nicholas Makris laut der MIT-Pressemitteilung.

Was wir für Stille halten, kann etwas anderes sein

All diese Forschungsarbeiten enthalten auch eine subtilere Erkenntnis: Ein Feld, das wir für still halten, ist in Wirklichkeit von Signalen durchzogen, die andere Arten wahrnehmen können.
Was wir für Stille halten, ist vielleicht einfach eine Klangwelt, die außerhalb unserer Hörweite liegt – und die die Wissenschaft gerade erst zu erkennen beginnt.
Dieser Artikel erschien im Original auf epochtimes.fr unter dem Titel „Les plantes émettent des sons inaudibles pour nous, et des insectes les écoutent“. (deutsche Bearbeitung: ks)
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Schwermetalle in Boden und Gärten: Wie viel Metall ist „zu viel“?


In Kürze:

  • Zahlreiche Böden sind durch Schwermetalle belastet, auch in Deutschland. Teils stammen sie aus der Natur, teils vom Menschen.
  • Einige Stoffe wie Eisen und Kupfer sind in geringen Mengen für unsere Gesundheit wichtig. Andere, wie Arsen oder Cadmium, sind schon in kleinen Mengen schädlich.
  • Im Regelfall werden die Gesamtkonzentrationen gemessen, doch nicht alles, was im Boden ist, kann freigesetzt werden.
  • Teure Sanierungen, etwa durch Bodenaustausch, könnten durch Beachtung der sogenannten Bioverfügbarkeit reduziert werden.
  • Im Garten kann die Auswahl der richtigen Obst- und Gemüsesorten die Belastung für den Menschen senken.

 
In vielen Köpfen hat sich festgesetzt: Schwermetalle sind böse und müssen weg. Boden wird ausgetauscht und als Sondermüll deklariert. Es wird teuer saniert, was mit Cadmium oder Blei, Kobalt oder Arsen, Kupfer oder Zink belastet sind. Dabei sind Kupfer und Zink sogar in geringen Mengen lebenswichtig für den menschlichen Körper. Kobalt auch.
Die Frage, die gestellt werden muss, ist daher: Wie viel Metall ist „zu viel“? Denn entscheidend ist nicht nur die bloße Masse der Metalle, sondern ihre biologische Verfügbarkeit.
Zu diesem Ergebnis kam der Professor Willie Peijnenburg von der Universität Leiden und dem Nationalen Institut für öffentliche Gesundheit und Umwelt in den Niederlanden. Er sagte:
„Metallverschmutzung im Boden ist ein echtes globales Problem, aber Entscheidungen über Lebensmittelsicherheit, Aufräumarbeiten und Wiederverwendung von Land müssen auf dem Teil der Metalle basieren, den Organismen wirklich aufnehmen können, nicht nur auf den Zahlen in den Schlagzeilen.“
Im Boden würden Schwermetalle oft in großen Mengen gemessen. Deutschland ist hier keine Ausnahme. Doch das Risiko, das Menschen, die Umwelt und Feldfrüchte dadurch tatsächlich haben, werde oft überschätzt, so der Chemiker und Umwelttoxikologe.

Bodenchemie rückt ins Zentrum

An vielen Orten gebe es hohe Belastungswerte, so Peijnenburg. Jedoch sei die biologische Gefahr gering, da die Metalle fest an Bodenpartikel gebunden seien, auf die Organismen nicht leicht zugreifen können. Teilweise seien sie auch in mineralischen Formen eingeschlossen.
An anderen Orten könnten hingegen bereits geringe Schwermetallbelastungen zum Thema werden, wenn die Bodenchemie Metalle mobil macht und diese leicht von Nutzpflanzen oder Bodenlebewesen aufgenommen werden.
Das Risiko hängt stark vom pH-Wert des Bodens, seiner mineralischen Zusammensetzung, organischen Substanzen, den Sauerstoffbedingungen und der Aktivität der Mikroorganismen ab. Dabei agieren Humusböden anders als Sand-, Ton- oder Lehmboden.
Der Forscher durchforstete die Fachliteratur zu zahlreichen chemischen und biologischen Methoden, um diese komplexe Chemie in praktikable Daten zu verwandeln. Anhand der Ergebnisse früherer Pflanzenwachstumstests, Regenwürmern, mikrobiellen und auch Enzymaktivitätsmessungen ordnete er ein, welche Bodenmetalle tatsächlich aufgenommen werden.

Was sind Schwermetalle?

Chemisch gesehen sind Schwermetalle Stoffe mit relativ hoher Dichte, von, in der Regel, über 5 Gramm pro Kubikzentimeter. Eine einheitliche Definition gibt es nicht. Im Zusammenhang mit Medizin und Umwelt sind hingegen oft Metalle gemeint, die in höheren Mengen gesundheitsschädlich oder belastend sein können.
Im Allgemeinen werden Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zink sowie Arsen als Schwermetalle betrachtet. Chemisch gesehen ist Arsen ein Halbmetall, wird aber oft im gleichen Atemzug mit Schwermetallen genannt. Auch Gold, Eisen, Uran und Bismut werden hinzugezählt.
Forscher vieler Nationen und Institute beschäftigen sich mit diesen Themen, darunter die Weltgesundheitsorganisation (WHO) mit den gesundheitlichen Wirkungen, die Giftstoffagentur der US-amerikanischen Gesundheitsbehörde mit den toxikologischen Profilen, die Internationale Krebsforschungsagentur der WHO mit der Krebsrisikoeinstufung, die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit in Bezug auf Ernährung und zulässige Grenzwerte sowie die US-Umweltbehörde mit der industriellen Nutzung und der Exposition.
Nicht alle Schwermetalle sind dabei grundsätzlich schädlich, einige sind sogar essenziell für den Menschen: Eisen, Zink, Kupfer, Mangan und Kobalt werden in kleinen Mengen vom menschlichen Körper benötigt. Problematischer sind Blei, Quecksilber und Cadmium, die bereits in geringen Mengen als gesundheitlich bedenklich gelten.

Intelligente Sanierung soll Kosten sparen

Peijnenburg kam zu dem Fazit, dass die Konzentration auf die Bioverfügbarkeit zu intelligenterer Sanierung führen kann. Er sieht die Vorteile auch in realistischeren Bodenstandards, einem besseren Schutz der Ernährungssicherheit und der Gesundheit des Ökosystems.
Er plädiert für den Einsatz von Bioverfügbarkeitstests, um unnötigen Bodenaushub bei Projekten zur städtischen Flächenentwicklung zu vermeiden. Ein von ihm erstellter Entscheidungsbaum soll Praktikern und Politikern die künftigen Risikobewertungen erleichtern.
„Ziel war es, jahrzehntelange Forschung in eine praktische Toolbox zu übersetzen, die Wissenschaftler, Berater und Regulierungsbehörden tatsächlich in diesem Bereich anwenden können“, sagt er.

Blei auf Salat, Arsen im Reis

Welche Auswirkungen sind bekannt? Cadmium ist im Boden relativ mobil, in sauren Böden stärker löslich und für Pflanzen verfügbar. Blei wird hingegen nur sehr gering von Pflanzenwurzeln aufgenommen. Das Problem von bleibelasteten Nahrungsmitteln ist oft eher ein Staubproblem und damit ein Luftproblem. So können etwa Blattsalate durch Staub höher mit Blei belastet sein. Das hat auch historische Gründe.
In Deutschland wurde verbleites Benzin 1988 und bleihaltiges Superbenzin 1996 verboten, in der EU kam das endgültige Verbot im Jahr 2000. Seither hat sich die Belastung vor allem für städtische Kleingärtner verringert.
Kupfer bindet sich seinerseits stark an Humus, ist dann aber nur gering mobil. Von Pflanzen wird Kupfer nur geringfügig aufgenommen, allerdings schädigt es in hohen Mengen Bodenmikroorganismen und Regenwürmer. Blei und Kupfer werden überwiegend im Oberboden fest gebunden und verbleiben dort über eine lange Zeit, teils Jahrzehnte.
Gefährlich bleibt Arsen, das sich einerseits an Eisenoxide bindet und andererseits bei Sauerstoffmangel aktiver werden kann. Es ist stark abhängig von Redoxbedingungen, Phosphat und dem Wasserstand. Das Problem ist besonders im Reisanbau bekannt, wo Felder längere Zeit unter Wasser stehen. Dort kann es von Pflanzen aufgenommen werden oder auch ins Grundwasser gelangen.

Drei konkrete Beispiele: Cadmium, Blei, Arsen

Was tun, wenn man einen Garten hat? Ein Blick auf drei belastende Schwermetalle.
Cadmium als Lebensmittelproblem
Cadmium nehmen Menschen am häufigsten über Tabakrauch auf. Es ist aber auch in Farben und Akkus enthalten. Es wird nur sehr langsam ausgeschieden und reichert sich im Körper an. Es schädigt Nieren und führt langfristig zur Entkalkung von Knochen (Osteoporose, Knochenbrüche).
Prinzipiell können fast alle Pflanzen Cadmium aufnehmen. Viele Pflanzen „halten“ das Cadmium jedoch in den Wurzeln fest und transportieren es nur begrenzt in die Früchte. Eine der Pflanzen, die am stärksten Cadmium aufnimmt, ist Tabak. Es folgen Blattgemüse wie Salat oder Spinat, Kohlarten, Sellerie – und auch Sonnenblumen. Bei Getreide und Obst sind die Cadmiumgehalte meist sehr niedrig.
Obwohl die Bioverfügbarkeit von Cadmium in sauren Böden höher ist, sind so auch Kulturheidelbeeren kaum betroffen. Die Beeren enthalten in der Regel nur geringe Mengen. In den Blättern ist mehr zu finden.
Tipp für den Garten: Höhere Cadmiumwerte im Boden können durch Untersuchungen von Bodenproben in einem Umwelt- oder Landwirtschaftslabor festgestellt werden. Wenn gegeben, lohnt es sich, am Boden-pH-Wert anzusetzen. Ein pH-Wert im neutralen Bereich von etwa 6,5 bis 7 und eine passende Bepflanzung können das gesundheitliche Risiko reduzieren.
Blei – mögliche Altlast in Stadtgärten
Blei, das in alten Wasserleitungen vorkommt, in Batterien, Farben und auch Munition, ist giftig für das Nervensystem und das Gehirn. Es kann bei Kindern zu Entwicklungsschäden im Gehirn führen.
Humus und Tonminerale binden Blei sehr gut, das bedeutet aber nicht, dass Kompost grundsätzlich Blei enthält. Nur dann, wenn das Ausgangsmaterial belastet war – durch Straßenstaub, Industrie oder belastete Pflanzenreste –, kann auch der Kompost erhöhte Bleigehalte haben.
Pflanzen können geringe Mengen Blei aufnehmen, allerdings wird es stark in der Wurzel zurückgehalten und nur schlecht über das Leitgewebe der Pflanze transportiert. Höhere Gehalte finden sich in Salaten und Kräutern, hier jedoch vor allem aufgrund Staubbelastung über die Luft, mittlere in Möhren, Rote Bete oder Sellerie, sehr geringe in Früchten wie Äpfeln, Birnen, Tomaten oder Gurken.
Tipp für den Garten: In älteren innerstädtischen Gärten oder in der Nähe ehemaliger Industrieanlagen gibt es häufig noch erhöhte Bleigehalte. Sie stammen aus den 1950er- bis 1980er-Jahren. Der Gemüseanbau ist hier nur bedingt empfehlenswert, ein Obstgarten ist weniger empfindlich.
Arsen und das Sauerstoffproblem
Arsen kommt natürlich in manchen Gesteinen sowie im Grundwasser vor und ist sehr giftig. Zu Arsenvergiftungen kommt es eher in der Industrie oder bei der Verarbeitung von Erzen. Es kann auch in historischen Holzschutzmitteln vorkommen.
Arsen reagiert stark auf Sauerstoffverhältnisse und damit anders als andere Schwermetalle. Es bindet sich zeitweise vor allem an Eisen- und Aluminiumoxide. Mobiler wird es, wenn ein Boden längere Zeit überflutet ist. Dann werden Eisenoxide chemisch reduziert und das gebundene Eisen wird frei. Daher spielt Arsen in Reisfeldern eine besondere Rolle. Auch bei starker Düngung mit Phosphor kann Arsen verdrängt werden, dann steigt ebenfalls die Konzentration im Boden.
Pflanzen wie Kartoffeln, Weizen, Mais oder Obst nehmen meist deutlich weniger auf. In Früchte gelangt Arsen nur selten. Im Boden hemmt Arsen Enzyme und Bakterien, Pilze und Regenwürmer.
Tipp für den Garten: Auf dauerhaft feuchten Böden baut sich schlecht Gemüse und Obst an. Wer damit zu kämpfen hat, könnte mit Hochbeeten und anderer Erde arbeiten oder überlegen, ob er den Boden trockenlegen kann.