Leben als allgegenwärtige Kommunikation

Florianne Koechlin hat sich in zahlreichen Büchern mit den neuesten Erkenntnissen über Zellen, Pflanzen, Tiere und zuletzt dem Mikrobiom beschäftigt. Für sie ist die wechselseitige Vernetzung und Kommunikation ein Merkmal des Lebens, das wir erst langsam verstehen – und das uns zum Umdenken auffordert.

evolve: Was fasziniert Sie am Mikrobiom?

Florianne Koechlin: Je länger ich recherchiert und mit Fachpersonen gesprochen habe, desto mehr wurde mir klar, dass das Mikrobiom – also die Gemeinschaft kleinster Lebewesen wie Bakterien, Pilze oder Viren – unsere Ideen über das, was Leben ist, auf den Kopf stellt. Das Mikrobiom im Boden ist das mit Abstand größte und vielfältigste und verbindet den Boden mit den Pflanzen, mit Tieren, mit uns. Mikroben existierten drei Milliarden Jahre, bevor irgendein anderes Lebewesen entstand. Sie haben fast alles erfunden, was Leben ausmacht, nämlich Zellkommunikation, Stoffwechselvorgänge, Immunsystem und vieles mehr. Ohne Mikroben gäbe es uns nicht. So einfach ist das.

Vernetzung unter der Erde

e: Was sind für Sie die interessantesten Erkenntnisse, die Forscher heute über das Mikrobiom finden?

FK: Gabriele Berg ist eine weltweit renommierte Forscherin zum Mikrobiom. Sie hat mir erzählt, dass die Pflanze in ihrem Wurzelraum eine Oase unterhält. Etwa 30 Prozent der Produkte der Photosynthese, insbesondere Zuckerbestandteile, aber auch Aminosäuren oder Signalstoffe, gibt sie unter der Erde in ihr Mikrobiom, das für ihr Leben essenziell ist. In diesem Mikrobiom ist nichts zufällig. Die Pflanze wählt aus, welche Mikroben sie haben will, und hält die Pathogene draußen. Das geschieht durch Kommunikation der Wurzeln mit den Mikroben und der Mikroben untereinander. Es ist ein ständiger Austausch, ein Netz von Beziehungen, das ständig im Fluss ist, und oft ist es nicht möglich, Kooperation und Konkurrenz dabei auseinander zu halten. Und je vielfältiger dieses Mikrobiom ist, desto besser geht es der Pflanze. Ihre Untersuchungen haben gezeigt, dass Pflanzen in der industriellen Landwirtschaft ein verarmtes Mikrobiom haben. Wenn das Mikrobiom verarmt ist, werden Nischen frei für Pathogene. So entsteht ein Teufelskreis, der irgendwann im Desaster endet.

»Vom Individuum kann man in der Biologie nicht mehr wirklich sprechen.«

e: Wir müssen also den Wert der Mikroben für das Leben und auch unser Leben neu anerkennen?

FK: Ja. Lynn Margulis, eine Pionierin der modernen Biologie, hat dazu geforscht. Sie ist verstorben, aber ich konnte mit ­Margaret ­McFall-Ngai sprechen, die Lynn Margulis­­­ noch gekannt hat. Lynn Margulis war Mikrobiologin. Ein berühmtes Zitat von ihr heißt: »Unter unseren oberflächlichen Unterschieden sind wir alle wandelnde Gemeinschaften von Bakterien. Die Welt schimmert, eine pointillistische Landschaft aus winzigen Lebewesen.« Sie meinte damit, die Welt der Mikroben stehe am Anfang von allem. Und Symbiosen spielen eine zentrale Rolle in der Entwicklung aller größeren Lebewesen, sie spielen auch eine zentrale Rolle in der Evolution.

Man kann es so sagen: Bisher galt, eine Pflanze hat ein Mikrobiom und wir Menschen haben ein Mikrobiom. Die neue Sicht heißt: Pflanze und Mikrobiom und Mensch und Mikrobiom entwickeln sich zusammen, in- und umeinander, verschachtelt wie eine russische Puppe, und bilden einen großen Metaorganismus. Lynn ­Margulis ­nennt das Holobiont. Da stellt sich die Frage:­ Wo höre ich auf? Wer bin ich? Vom Individuum kann man in der Biologie nicht mehr wirklich sprechen, weil wir mit allem so fundamental vernetzt sind.

Faule und fleißige Ameisen

e: Was zeichnet denn ein Lebewesen aus?

FK: Ich kann dazu das Beispiel der Ameisen nehmen. Die russische Ameisenforscherin Olga Bogatyreva hat 20 Jahre lang Ameisen, nicht nur den Ameisenhaufen, sondern individuelle Ameisen erforscht. Sie hat sie farbig markiert und entdeckt, dass Ameisen nicht gleich Ameisen sind. Es gibt sowohl mutige als auch faule Ameisen, die sich unter einem Grashalm verstecken. Es gibt innovative Ameisen oder Räuberinnen, die warten, bis Ameisen mit Futter heimkommen und es ihnen wegschnappen. Sie hat beobachtet, wie sich Ameisen dabei helfen, den Punkt auf dem Rücken zu entfernen.

Ein besonderer Augenöffner für sie war die Beobachtung, wie zwei Ameisen ein Heuschreckenbein in den Bau transportieren wollten, es blieb aber unter einem Stöckchen stecken. Sie zerrten daran, aber es bewegte sich nicht. Dann sind die beiden verschwunden, kamen aber bald wieder zurück. Eine Ameise brachte ein kleines Stöckchen und schob es im rechten Winkel unter den Stab, der das Heuschreckenbein festhielt, sprang darauf und die andere Ameise zerrte und zerrte daran. Dann plötzlich – zack –­­­ ­
kam das Heuschreckenbein frei und die beiden konnten es in den Bau schleppen.

Die zwei cleveren Ameisen haben also in die Zukunft geplant und nach einem Werkzeug gesucht. Sie haben das physikalische Hebelgesetz verstanden, ohne vorher geübt zu haben. Sie haben uns gezeigt, dass Ameisen lernen, Entscheidungen fällen, ihre Aktionen planen.

e: Das bedeutet, wir müssen die Lebewesen ganz neu sehen lernen.

FK: Ja, das Beispiel der Ameisen zeigt das sehr gut. Ich habe im Studium gelernt, dass der Ameisenhaufen von einer Schwarmintelligenz gesteuert wird. Darin sind die Ameisen nur kleine Roboter. Heute sehen wir, dass der Ameisenhaufen nur existiert, weil die Ameisen kommunizieren. Weil besonders erfahrene, innovative Ameisen immer wieder neue Wege finden, um sich an neue Situationen anzupassen, und diese Lösungen dann kommuniziert werden.

Wissende Pflanzen

e: In vielen Ihrer Bücher beschreiben Sie solch ein absichtsvolles Verhalten bei Pflanzen. Was ist ein eindrückliches Beispiel dafür?

FK: Ja, ich liebe das Beispiel der Tomatenpflanze: Wenn eine Tomatenpflanze von einer Raupe angegriffen wird, beginnt sie sich zu wehren. Sie produziert einen Duftstoff – es sind Methyljasmonate –, der ihre anderen Blätter und die Nachbarinnen warnt. Etwas später produziert sie einen Duftstoff, der Schlupfwespen anzieht, die die Raupen parasitieren. Sie bemerkt nicht nur, dass sie angegriffen wird, sondern auch von wem. Wird sie nämlich von Spinnmilben angegriffen, produziert sie einen etwas anderen Duftstoff, der Raubmilben anzieht, die die Spinnmilben fressen. Die Frage, die ich zum Beispiel Ted Turlings von der Universität Neuchâtel oder Wilhelm Boland von der Universität Jena gestellt habe, lautet: Wie merkt die Pflanze das? Sie erklärten mir: Wenn ein Insekt frisst, dann bohrt es Löchlein ins Blatt und dadurch träufelt Speichel herein. Den Speichel können die Pflanzen schmecken und interpretieren und dann einen Duftstoff produzieren, der den Gegner des Angreifers anlockt. Phantastisch! Man kennt inzwischen etwa 2000 Duftstoff-Vokabeln, die Pflanzen produzieren können, um einander zu warnen, miteinander zu koordinieren, sich zu vernetzen, mit anderen Lebewesen zu kommunizieren. Das ist ein reges Hin und Her, das wir uns nicht vorstellen können, weil wir es nicht hören. Und wir wissen heute: Auch Pflanzen können sich erinnern und aus Erfahrungen lernen. Dazu gibt es viele Beispiele.

Mein Fazit: Eine Ameise ist kein Roboter. Eine Pflanze ist kein lebender Automat, der auf den gleichen Reiz immer gleich reagiert und bloß seinem genetischen Programm folgt. Alle meine Bücher sind eigentlich ein Anschreiben gegen mechanistische Weltbilder.

»Ohne intelligente Zellkommunikation gäbe es keine Koordination zum System Mensch.«

Die Haupteigenschaft von Leben ist also: kommunizieren, Informationen austauschen, soziale Beziehungen aufbauen, sich vernetzen. Das wiederum bedingt lernen, Entscheidungen treffen, mit Absicht handeln und Ziele haben. Das gilt für Ameisen, für Pflanzen – und auch für Bakterien. Lebewesen sind also keine Automaten. Sie verhalten sich aktiv, von sich selbst aus. Sie haben eigene Interessen, sie haben so etwas wie ein Selbst. Und kein Lebewesen ist allein. Wir alle sind »verwoben & verflochten«. Das ist das Zentrale.

e: Wenn wir diese neuen Erkenntnisse über Lebewesen ausdrücken, nutzen wir Begriffe wie Intelligenz oder Kommunikation. Sind solche Begriffe aus der menschlichen Erfahrungswelt angemessen, oder interpretieren wir zu viel in andere Wesen hinein?

FK: Es kommt immer darauf an, wie man Intelligenz oder Kommunikation definiert. Diese Begriffe sind schwierig, doch wir haben keine anderen, weil es unsere menschliche Sprache ist. Ich versuche immer sorgfältig zu definieren, was ich damit meine. Und mir scheint: Es ist letztendlich weniger eine wissenschaftliche als eine philosophische Frage. Man kann Kommunikation oder Intelligenz so definieren, dass nur wir Menschen und einige Tiere darunterfallen. Oder aber so, dass auch Pflanzen und andere Lebewesen mitgemeint sind. Die Wahl der Definition hängt davon ab, wie wir Lebewesen in der Natur sehen: Rücken wir sie näher zu »seelenlosen Maschinen« oder rücken wir sie näher zu uns?

Die Würde der Kreatur

e: Die Schweiz hat in ihrer Verfassung verankert, dass die »Würde der Kreatur« zu achten sei. Sie waren in der Ethikkommission, die zu beraten hatte, ob Pflanzen – also Kreaturen – eine Würde haben. Welche ethischen Implikationen haben die neuen Erkenntnisse über die Lebewesen?

»Ohne Mikroben gäbe es uns nicht.«

FK: Das heißt zum Beispiel, dass eine Pflanze kein Objekt ist. In der eidgenössischen Ethikkommission haben wir vier Jahre diskutiert, was eine Würde der Pflanzen bedeuten könnte. Eigentlich ging es um die Frage, ob Pflanzen eigene Interessen haben, ob sie sich als Selbst erfahren und merken, wenn man ihnen etwas antut. Man weiß nicht, ob sie Schmerzen haben. Aber wir kamen zu dem Schluss, dass Pflanzen eine Würde haben, die man verletzen kann. Natürlich müssen wir das ganz anders abwägen als bei der Würde des Menschen.

Ein Teil der Kommission fand, dass das willkürliche Schädigen von Pflanzen dieser Würde nicht gerecht wird, wenn man zum Beispiel am Wegrand einen Löwenzahn köpft. Für mich liegt das Problem eher in der Industrialisierung der Landwirtschaft. In riesigen Monokulturen haben Pflanzen keine Chance, ein eigenes Leben zu führen, sich zu wehren oder zu vernetzen. Ein ganz wichtiger Punkt für mich ist, dass die Patentierung von Pflanzen nicht nur aus sozialen oder gesellschaftlichen, sondern auch aus ethischen Gründen falsch ist. Ein Patent erhält man für eine »Erfindung «. Eine Pflanze ist aber niemals eine »Erfindung« irgend eines Konzerns. Diese Instrumentalisierung des Objekts Pflanze ist für mich ein Beispiel für einen Verstoß gegen ihre Würde.

e: Damit sprechen Sie das Problem einer industriellen Landwirtschaft an, in der Pflanzen nur genetisch manipulierbare Nutzobjekte sind. Welche Alternativen dazu gibt es?

FK: Über 30 Prozent der fruchtbaren Erde der Welt ist bereits erodiert, zubetoniert, weggeschwemmt. Hier nützen genmanipulierte Pflanzen nichts, weil der Boden kaputt ist. Die einzige Zukunftsvision für die Landwirtschaft sehe ich in der Vielfalt. Ich habe viele Forscherinnen besucht, die mit Mischkulturen experimentieren. In Indien gibt es das großartige Projekt in Andhra Pradesh mit dem Ziel, alle sechs Millionen Bauern und Bäuerinnen auf natürliche Landwirtschaft umzustellen, ohne Importe, nur durch Vielfalt und mit Experimentieren. Inzwischen haben mehrere hunderttausend auf Vielfalt umgestellt, mit besseren Erträgen. In China wird mit Streifen-Landwirtschaft experimentiert, die man auch maschinell bewirtschaften kann. Das schützt die Böden, die Pflanzen können sich gegenseitig helfen. Das entspricht dem Prinzip der Permakultur. In großem Rahmen kann auch die Technik und Digitalisierung dabei helfen.

Christian Schöb von der spanischen Universität Rey Juan Carlos führte Untersuchungen auf kleinen Quadraten durch, mit einer, zwei oder vier verschiedenen Pflanzenarten – zum Beispiel Hafer, Weizen, Koriander oder Linsen. Bei fast allen Mischkulturen waren die Erträge deutlich höher und robuster als die entsprechenden Monokulturen, weil sich die Pflanzen gegenseitig helfen und weil sie unterschiedliche Nischen besetzen.

Die Zukunft muss also Vielfalt, Bodenaufbau und lokale Kreisläufe heißen, weil wir mit der Klima­erhitzung und Pestizidvergiftung auf einem zerstörerischen Weg sind. Zurzeit erleben wir aber in der Schweiz und in der EU schwere Rückschritte.

Verbundenheit und Einsatz

e: Sie widmen sich auch als Malerin den Pflanzen. Was zeigt sich für Sie bei diesem künstlerischen Zugang?

FK: Ja, es ist ganz anders. Ich kann es auch gar nicht erklären. Ich sitze gerne ein paar Stunden vor einem Feigenbaum und schaue im Atelier, wie ich diesen Eindruck umsetzen und interpretieren kann. Was macht der Feigenbaum mit mir? Einmal hat mich ein Freund gefragt: »Was bringt dich den Pflanzen näher? Die Malerei oder die Wissenschaft?« Mir war sofort völlig klar, die Malerei. Ich kann es aber nicht beschreiben, sonst wäre es wahrscheinlich keine Kunst.

Aber eines hat mir die Wissenschaft schon gebracht. Wenn ich im Wald spazieren gehe und weiß, dass die Bäume über mir miteinander flüstern und wispern, nur ich verstehe sie nicht, und unter meinen Füßen vibriert das Leben – das gibt mir ein Gefühl von Verbundensein.

e: Wollen Sie mit Ihren Büchern die Erfahrung dieser Verbundenheit mit den Lebewesen vermitteln?

FK: Ja, sich verbunden fühlen und mehr Respekt empfinden, Aha-Erlebnisse erfahren. Das wunderbare Anderssein einer Pflanze oder einer Ameise bestaunen.

Aber ich möchte mich auch dafür einsetzen, dass wir mit der Natur anders umgehen. Es braucht auch den Einsatz, die Opposition gegen die Patentierung von immer mehr Pflanzen oder gegen Genmanipulation von Pflanzen oder giftige Pestizide, für eine Landwirtschaft der Vielfalt, der lokalen Kreisläufe und gesunden Böden. Beides liegt mir am Herzen.

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