Jerusalem, 4. November 2026 (TPS-IL) — Sonnenblumenkeimlinge können etwas erleben, das einer optischen Täuschung ähnelt, und sich einer schwächeren Lichtquelle zuwenden, selbst wenn zwei viel stärkere Lichter auf sie scheinen, wie israelische Forscher entdeckt haben. Dies zeigt, wie Pflanzen Informationen über ihre Umgebung ohne Gehirn oder Nervensystem verarbeiten.

Die Ergebnisse bieten neue Einblicke darein, wie lebende Organismen komplexe Informationen ohne ein zentrales Kontrollsystem verarbeiten. Sie könnten letztlich dazu beitragen, die landwirtschaftliche Beleuchtung zu verbessern, und Aufschluss darüber geben, wie Zellen und Bakterien ihre Umgebung wahrnehmen und Reaktionen koordinieren.

Forscher der Universität Tel Aviv fanden heraus, dass Pflanzen Signale von Lichtrezeptoren kombinieren, die entlang ihrer Stängel verteilt sind. Wenn Licht aus mehreren Richtungen eintrifft, können Wechselwirkungen zwischen diesen Signalen überraschende Wachstumsreaktionen hervorrufen.

In einem Experiment positionierten die Forscher zwei gleich starke Lichter einander gegenüber und platzierten eine dritte, schwächere Quelle im rechten Winkel. Anstatt auf eines der stärkeren Lichter zuzuwachsen, beugten sich die Sonnenblumenkeimlinge dem schwächeren zu, da sich die von den gegenüberliegenden Quellen erzeugten Signale gegenseitig ausglichen.

Anders als Tiere, die typischerweise auf spezialisierte Sinnesorgane und ein zentrales Nervensystem angewiesen sind, sammeln Pflanzen Informationen über Rezeptoren, die über ihren gesamten Körper verteilt sind. Lichtempfindliche Rezeptoren in der äußeren Schicht des Stängels erfassen die Beleuchtung lokal und wandeln sie in biologische Signale um, die gemeinsam die Wachstumsrichtung beeinflussen.

Wenn Lichtsignale kollidieren

Die Forscher setzten Sonnenblumenkeimlinge blauem Licht aus verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichen Intensitäten aus und dokumentierten ihre Bewegungen über mehr als 20 Stunden. Die Pflanzen beugten sich im Allgemeinen der stärkeren von zwei gegenüberliegenden Lichtquellen zu, doch ihre Reaktionen waren nicht proportional zum Helligkeitsunterschied.

Eine Lichtquelle, die doppelt so intensiv war wie eine andere, erzeugte kein doppelt so starkes biologisches Signal. Diese nichtlineare Reaktion bedeutet, dass Pflanzen einfallendes Licht nicht einfach addieren. Stattdessen kombinieren sie Signale, die bereits von ihren Rezeptoren verarbeitet wurden, was eine Reaktion hervorruft, die sich von dem unterscheiden kann, was die physikalische Verteilung des Lichts allein nahelegen würde.

In einer in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie beschreiben die Forscher diesen Prozess als Reaktion auf die „vektorielle Summe der transduzierten Signale“ und nicht auf die physikalische Summe der einfallenden Lichtreize.

Die Ergebnisse könnten letztlich dazu beitragen, künstliche Beleuchtungssysteme in Gewächshäusern und Indoor-Farmen zu verbessern. Zu verstehen, wie Pflanzen auf Licht reagieren, das aus verschiedenen Richtungen kommt, könnte Züchtern helfen, die Beleuchtung so anzuordnen, dass gewünschte Wachstumsmuster gefördert werden, während Energie effizienter genutzt wird.

Die Forschung könnte auch Anwendungen jenseits der Landwirtschaft haben. Sie könnte dezentrale Sensortechnologien inspirieren, die Informationen über mehrere kleine Sensoren statt über ein zentrales Steuergerät verarbeiten. Darüber hinaus könnte sie Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie Zellen und Bakterien Veränderungen in ihrer Umgebung erkennen und darauf reagieren.

Das mathematische Modell der Forscher sagt eine weitere überraschende Konsequenz voraus: Das Lichtverarbeitungssystem der Pflanze könnte einen Effekt hervorrufen, der einer optischen Täuschung ähnelt. Da das System nichtlinear auf einfallendes Licht reagiert, kann die Richtung, die es effektiv als die hellste registriert, geringfügig von der Richtung abweichen, die die meiste Beleuchtung erhält.

Dies bedeutet nicht, dass Pflanzen Bilder sehen oder ihre Umgebung bewusst falsch interpretieren. Es beschreibt vielmehr eine Verzerrung in der Art und Weise, wie ihr sensorisches System Licht in eine Wachstumsreaktion übersetzt. Der vorhergesagte Effekt war zu klein, um ihn in den Experimenten aufgrund natürlicher Schwankungen der Pflanzenbewegung direkt zu messen.

„Das Faszinierende ist, dass Pflanzen komplexe Informationen über ihre Umgebung ohne Gehirn oder zentrales Verarbeitungssystem integrieren können“, sagte Prof. Yasmine Meroz, eine der Autorinnen der Studie.

„Die Berechnung entsteht aus der Art und Weise, wie Licht lokal entlang des Stängels wahrgenommen und verarbeitet wird“, sagte sie und fügte hinzu, dass sich das Prinzip auf Zellen, Bakterien und andere lebende Systeme erstrecken könnte, die auf dezentraler Wahrnehmung beruhen.