Manchmal blättere ich ein sehr altes Magazin durch. Ich fand dabei dieses Suchbild mit der Arche Noah. Und der Künstler, der dieses Suchbild zeichnete, baute einige Fehler ein. Das Bild enthält mehr oder weniger zwölf Fehler. Einige davon sind sehr einfach. Auf der Arche sind ein Schornstein, eine Antenne, eine Straßenlaterne und ein Aufziehschlüssel. Manche der Fehler betreffen die Tiere, ihre Anzahl. Aber es gibt einen viel fundamentaleren Fehler in der Geschichte der Arche der hier nicht gezeigt wird. Und dieses Problem ist folgendes: Wo sind die Pflanzen? Wir haben hier Gott, der die Erde dauerhaft überfluten will, oder zumindest für eine sehr lange Zeit; und niemand kümmert sich um die Pflanzen. Noah sollte zwei von jeder Vogelart mitnehmen, zwei von jeder Tierart, von jedem Geschöpf, das sich bewegt, aber Pflanzen werden nirgendwo erwähnt. Warum? An einer anderen Stelle derselben Geschichte sind alle Lebewesen nur diejenigen Lebewesen die aus der Arche kamen, also Vögel, Vieh und Wildtiere. Pflanzen sind keine Lebewesen. Das ist der Punkt. Das ist ein Punkt, der nicht aus der Bibel kommt, aber es ist etwas, das die Menschheit immer begleitet hat.
Sometimes I go browsing [through] a very old magazine. I found this observation test about the story of the ark. And the artist that drew this observation test did some errors, had some mistakes -- there are more or less 12 mistakes. Some of them are very easy. There is a funnel, an aerial part, a lamp and clockwork key on the ark. Some of them are about the animals, the number. But there is a much more fundamental mistake in the overall story of the ark that's not reported here. And this problem is: where are the plants? So now we have God that is going to submerge Earth permanently or at least for a very long period, and no one is taking care of plants. Noah needed to take two of every kind of bird, of every kind of animal, of every kind of creature that moves, but no mention about plants. Why? In another part of the same story, all the living creatures are just the living creatures that came out from the ark, so birds, livestock and wild animals. Plants are not living creatures -- this is the point. That is a point that is not coming out from the Bible, but it's something that really accompanied humanity.
Schauen wir uns dieses nette Bild an, das aus einem Buch aus der Renaissance stammt. Hier sehen wir eine Beschreibung der natürlichen Ordnung. Das ist eine hübsche Beschreibung, denn sie beginnt von links -- wir haben die Steine -- direkt nach den Steinen die Pflanzen, die gerade in der Lage sind zu leben. Wir haben die Tiere, die leben und wahrnehmen können, und an der Spitze der Pyramide steht der Mensch. Das ist nicht der gewöhnliche Mensch. Der "Homo studiosus" -- der forschende Mensch. Das ist sehr tröstlich für Leute wie mich -- ich bin Professor -- hier an der Spitze der Schöpfung zu stehen. Aber es ist völlig falsch. Sie wissen Bescheid, was Professoren angeht. Aber auch in Bezug auf Pflanzen ist es falsch, weil Pflanzen nicht nur gerade so leben; sie können wahrnehmen. Ihre Wahrnehmung ist viel höher entwickelt als die der Tiere. Nur um Ihnen ein Beispiel zu geben: Jede einzelne Wurzelspitze ist in der Lage, gleichzeitig und kontinuierlich mindestens 15 verschiedene chemische und physikalische Parameter zu erkennen und zu überwachen. Und sie sind auch in der Lage, ein so wunderbares und komplexes Verhalten zu zeigen, das nur mit dem Begriff Intelligenz beschrieben werden kann. Nun, aber das ist etwas -- dieses Unterschätzen von Pflanzen ist etwas, das uns immer begleitet.
Let's have a look at this nice code that is coming from a Renaissance book. Here we have the description of the order of nature. It's a nice description because it's starting from left -- you have the stones -- immediately after the stones, the plants that are just able to live. We have the animals that are able to live and to sense, and on the top of the pyramid, there is the man. This is not the common man. The "Homo studiosus" -- the studying man. This is quite comforting for people like me -- I'm a professor -- this to be over there on the top of creation. But it's something completely wrong. You know very well about professors. But it's also wrong about plants, because plants are not just able to live; they are able to sense. They are much more sophisticated in sensing than animals. Just to give you an example, every single root apex is able to detect and to monitor concurrently and continuously at least 15 different chemical and physical parameters. And they also are able to show and to exhibit such a wonderful and complex behavior that can be described just with the term of intelligence. Well, but this is something -- this underestimation of plants is something that is always with us.
Sehen wir uns nun diesen kurzen Film an. Wir haben hier David Attenborough. David Attenborough ist ein richtiger Pflanzenfreund. Er hat einige der schönsten Filme über das Verhalten von Pflanzen gemacht. Nun, wenn er über Pflanzen spricht, ist alles korrekt. Wenn er über Tiere spricht, neigt er dazu auszuklammern, dass Pflanzen existieren. Der Blauwal, das größte Lebewesen auf unserem Planeten. Das ist falsch, völlig falsch. Der Blauwal ist ein Zwerg verglichen mit dem tatsächlichen größten Lebewesen das auf unserem Planeten existiert -- nämlich dieser wundervolle prächtige Sequoiandendron giganteum. (Applaus) Und dies ist ein lebender Organismus, der eine Masse von mindestens 2000 Tonnen aufweist. Nun, die Geschichte, dass Pflanzen Organismen niedriger Stufe sind, wurde vor langer Zeit von Aristoteles formalisiert, der in "De Anima" -- das ist ein sehr einflussreiches Buch für die westliche Zivilisation -- schrieb, dass die Pflanzen sich an der Grenze von "lebend" und "nicht lebend" befinden. Sie haben nur eine Art sehr niedrig entwickelte Seele. Diese wird vegetative Seele genannt, denn sie bewegen sich nicht, somit brauchen sie keine Wahrnehmung. Sehen wir uns das an.
Let's have a look at this short movie now. We have David Attenborough. Now David Attenborough is really a plant lover; he did some of the most beautiful movies about plant behavior. Now, when he speaks about plants, everything is correct. When he speaks about animals, [he] tends to remove the fact that plants exist. The blue whale, the biggest creature that exists on the planet -- that is wrong, completely wrong. The blue whale, it's a dwarf if compared with the real biggest creature that exists on the planet -- that is, this wonderful, magnificent Sequoiadendron giganteum. (Applause) And this is a living organism that has a mass of at least 2,000 tons. Now, the story that plants are some low-level organisms has been formalized many times ago by Aristotle, that in "De Anima" -- that is a very influential book for the Western civilization -- wrote that the plants are on the edge between living and not living. They have just a kind of very low-level soul. It's called the vegetative soul, because they lack movement, and so they don't need to sense. Let's see.
Okay, einige der Bewegungen von Pflanzen sind sehr bekannt. Dies ist eine sehr schnelle Bewegung. Das ist eine Dionaea, eine Venus Fliegenfalle, die Schnecken jagt. Tut mir Leid wegen der Schnecke. Das ist etwas, das seit Jahrhunderten abgelehnt wurde, trotz der Beweise. Niemand konnte sagen, dass Pflanzen ein Tier fressen können, weil es gegen die Ordnung der Natur war. Aber Pflanzen können auch eine Menge Bewegung zeigen. Manches davon ist sehr bekannt, etwa das Blühen. Das ist nur eine Frage von Techniken wie dem Zeitraffer. Manche der Bewegungen sind viel komplizierter. Sehen Sie sich diese junge Bohne an, die sich bewegt, um das Licht immer einzufangen. Und sie ist so anmutig. Sie ist wie ein tanzender Engel. Sie können auch spielen. Sie spielen wirklich. Das sind junge Sonnenblumen, und was sie da tun, kann nicht anders beschrieben werden als mit Spielen. Sie bereiten sich, wie es viele junge Tiere tun, auf das Erwachsenenleben vor, wenn sie den ganzen Tag die Sonne verfolgen müssen. Sie können natürlich auch auf die Schwerkraft reagieren, so dass die Schößlinge gegen den Schwerkraftvektor wachsen und die Wurzeln auf ihn zu. Aber sie können auch schlafen. Dies ist eine Mimosa pudica. Während der Nacht rollen sie ihre Blätter ein und reduzieren die Bewegung, und während des Tages werden die Blätter geöffnet -- dann gibt es viel mehr Bewegung. Das ist interessant, denn dieser Schlafmechanismus ist perfekt erhalten. Es ist derselbe bei Pflanzen, bei Insekten und bei Tieren. Wenn man also ein Schlafproblem untersuchen muss, ist es zum Beispiel einfacher, Pflanzen zu untersuchen, als Tiere, und es ist sogar ethisch viel einfacher. Das ist eine Art vegetarisches Experimentieren.
Okay, some of the movements of the plants are very well-known. This is a very fast movement. This is a Dionaea, a Venus fly trap hunting snails -- sorry for the snail. This has been something that has been refused for centuries, despite the evidence. No one can say that the plants were able to eat an animal, because it was against the order of nature. But plants are also able to show a lot of movement. Some of them are very well known, like the flowering. It's just a question to use some techniques like the time lapse. Some of them are much more sophisticated. Look at this young bean that is moving to catch the light every time. And it's really so graceful; it's like a dancing angel. They are also able to play -- they are really playing. These are young sunflowers, and what they are doing cannot be described with any other terms than playing. They are training themselves, as many young animals do, to the adult life where they will be called to track the sun all the day. They are able to respond to gravity, of course, so the shoots are growing against the vector of gravity and the roots toward the vector of gravity. But they are also able to sleep. This is one, Mimosa pudica. So during the night, they curl the leaves and reduce the movement, and during the day, you have the opening of the leaves -- there is much more movement. This is interesting because this sleeping machinery, it's perfectly conserved. It's the same in plants, in insects and in animals. And so if you need to study this sleeping problem, it's easy to study on plants, for example, than in animals and it's much more easy even ethically. It's a kind of vegetarian experimentation.
Pflanzen können sogar kommunizieren. Sie sind darin außergewöhnlich. Sie kommunizieren mit anderen Pflanzen. Sie können Verwandtschaft feststellen. Sie kommunizieren mit Pflanzen und anderen Spezies, und sie kommunizieren mit Tieren, indem sie flüchtige Chemikalien produzieren, etwa während der Bestäubung. Nun, die Bestäubung ist ein sehr ernstes Thema für Pflanzen, denn sie bewegen den Pollen von einer Blume zur anderen, aber sie können sich selbst nicht von einer Blume zur anderen bewegen. Also brauchen sie einen Überträger, und dieser Überträger ist für gewöhnlich ein Tier. Viele Insekten werden von Pflanzen als Überträger von Pollen genutzt, aber nicht nur Insekten; sogar Vögel, Reptilien, und Säugetiere wie Fledermäuse, Ratten werden normalerweise für den Transport von Pollen eingesetzt. Das ist eine ernste Angelegenheit. Wir haben die Pflanzen, die den Tieren eine Art süße Substanz geben -- sehr nahrhaft -- und dafür wird ihr Pollen transportiert. Aber manche Pflanzen manipulieren Tiere, wie etwa die Orchideen, die Sex und Nektar versprechen und dann im Wechsel gar nichts für den Transport des Pollen geben.
Plants are even able to communicate -- they are extraordinary communicators. They communicate with other plants. They are able to distinguish kin and non-kin. They communicate with plants of other species and they communicate with animals by producing chemical volatiles, for example, during the pollination. Now with the pollination, it's a very serious issue for plants, because they move the pollen from one flower to the other, yet they cannot move from one flower to the other. So they need a vector -- and this vector, it's normally an animal. Many insects have been used by plants as vectors for the transport of the pollination, but not just insects; even birds, reptiles, and mammals like bats rats are normally used for the transportation of the pollen. This is a serious business. We have the plants that are giving to the animals a kind of sweet substance -- very energizing -- having in change this transportation of the pollen. But some plants are manipulating animals, like in the case of orchids that promise sex and nectar and give in change nothing for the transportation of the pollen.
Nun, es gibt ein großes Problem hinter all diesem Verhalten, das wir gesehen haben. Wie ist es möglich, das alles ohne Gehirn zu tun? Wir müssen bis 1880 warten, als dieser große Mann, Charles Darwin, ein wunderbares, beeindruckendes Buch veröffentlicht das eine Revolution auslöst. Der Titel lautet "Das Bewegungsvermögen der Pflanzen". Keiner durfte über Pflanzenbewegungen sprechen, bevor Charles Darwin kam. In seinem Buch, bei dem ihm sein Sohn Francis half -- welcher in Cambridge der erste Professor für Pflanzenphysiologie der Welt wurde -- betrachteten sie jede einzelne Bewegung auf 500 Seiten. Und im letzten Absatz dieses Buches, das ist eine Art stilistisches Kennzeichen, denn normalerweise hob Charles Darwin für den letzten Absatz eines Buches die wichtigste Botschaft auf. Er schrieb: "Es ist kaum eine Übertreibung zu sagen, dass die Spitze eines Wurzelkeims sich so verhält wie das Gehirn einer der niederen Tierarten." Das ist keine Metapher. Er schrieb einige sehr interessante Briefe an einen seiner Freunde, J.D. Hooker, damals der Präsident der Royal Society, also die größte wissenschaftliche Autorität in Großbritannien, in denen er von einem Pflanzengehirn sprach.
Now, there is a big problem behind all this behavior that we have seen. How is it possible to do this without a brain? We need to wait until 1880, when this big man, Charles Darwin, publishes a wonderful, astonishing book that starts a revolution. The title is "The Power of Movement in Plants." No one was allowed to speak about movement in plants before Charles Darwin. In his book, assisted by his son, Francis -- who was the first professor of plant physiology in the world, in Cambridge -- they took into consideration every single movement for 500 pages. And in the last paragraph of the book, it's a kind of stylistic mark, because normally Charles Darwin stored, in the last paragraph of a book, the most important message. He wrote that, "It's hardly an exaggeration to say that the tip of the radical acts like the brain of one of the lower animals." This is not a metaphor. He wrote some very interesting letters to one of his friends who was J.D. Hooker, or at that time, president of the Royal Society, so the maximum scientific authority in Britain speaking about the brain in the plants.
Nun, dies ist eine Wurzelspitze, die gegen eine Steigung wächst. Sie werden diese Bewegung wiedererkennen, genau dieselbe Bewegung, die Würmer, Schlangen und jedes Tier das sich am Boden ohne Beine fortbewegt, zeigen kann. Und das ist keine einfache Bewegung, denn um diese Bewegung durchzuführen, müssen unterschiedliche Bereiche der Wurzel bewegt werden, und diese Bereiche müssen abgeglichen werden, und zwar ohne ein Gehirn. Also haben wir die Wurzelspitze untersucht, und wir haben herausgefunden, dass es einen bestimmten Bereich gibt, es ist dieser hier, in blau dargestellt -- nennen wir ihn Übergangszone. Und dieser Bereich ist sehr klein. Er misst weniger als einen Millimeter. Und in diesem kleinen Bereich haben wir den höchsten Verbrauch von Sauerstoff in der Pflanze, und noch wichtiger, wir haben hier diese Signale. Die Signale, die Sie hier sehen, sind Aktionspotenzial, die gleichen Signale, welche die Neuronen in meinem Gehirn, in unseren Gehirnen nutzen, um Informationen auszutauschen. Nun wissen wir, dass eine Wurzelspitze nur aus einigen hundert Zellen besteht, die dieses Merkmal aufweisen, aber wir wissen, wie groß die Wurzelspitze einer kleinen Pflanze ist, wie etwa Roggen. Wir haben fast 14 Millionen Wurzeln. Wir haben 11 ½ Millionen Wurzelspitzen und eine komplette Länge von 600 oder mehr Kilometern und eine sehr große Oberfläche.
Now, this is a root apex growing against a slope. So you can recognize this kind of movement, the same movement that worms, snakes and every animal that are moving on the ground without legs is able to display. And it's not an easy movement because, to have this kind of movement, you need to move different regions of the root and to synchronize these different regions without having a brain. So we studied the root apex and we found that there is a specific region that is here, depicted in blue -- that is called the "transition zone." And this region, it's a very small region -- it's less than one millimeter. And in this small region you have the highest consumption of oxygen in the plants and more important, you have these kinds of signals here. The signals that you are seeing here are action potential, are the same signals that the neurons of my brain, of our brain, use to exchange information. Now we know that a root apex has just a few hundred cells that show this kind of feature, but we know how big the root apparatus of a small plant, like a plant of rye. We have almost 14 million roots. We have 11 and a half million root apex and a total length of 600 or more kilometers and a very high surface area.
Stellen wir uns vor, dass jede einzelne Wurzelspitze in Verbindung mit allen anderen steht. Hier haben wir, links, das Internet, und rechts den Wurzelapparat. Sie funktionieren auf die gleiche Weise. Beide sind ein Netzwerk aus kleinen rechnenden Maschinen, die in Netzwerken arbeiten. Und warum sind sie sich so ähnlich? Weil sie aus dem gleichen Grund entstanden: um Angriffe zu überstehen. Sie funktionieren auf die gleiche Weise. Man kann 90 Prozent des Wurzelapparats entfernen und die Pflanzen funktionieren weiterhin. Man kann 90 Prozent des Internets entfernen und es wird weiterhin funktionieren. Also, ein Vorschlag für die Leute, die mit Netzwerken arbeiten: Pflanzen können Ihnen gute Anregungen geben, wie Netzwerke entwickelt werden können.
Now let's imagine that each single root apex is working in network with all the others. Here were have on the left, the Internet and on the right, the root apparatus. They work in the same way. They are a network of small computing machines, working in networks. And why are they so similar? Because they evolved for the same reason: to survive predation. They work in the same way. So you can remove 90 percent of the root apparatus and the plants [continue] to work. You can remove 90 percent of the Internet and it is [continuing] to work. So, a suggestion for the people working with networks: plants are able to give you good suggestions about how to evolve networks.
Eine andere Möglichkeit ist eine technologische. Stellen wir uns vor, dass wir Roboter bauen können, die von Pflanzen inspiriert sind. Bisher ließ sich der Mensch nur vom Menschen oder den Tieren inspirieren, wenn er einen Roboter herstellte. Wir haben den Animaloiden -- den normalen Roboter, der von Tieren inspiriert wurde, den Insektoiden und so weiter. Wir haben die Androiden, die vom Menschen inspiriert wurden. Aber warum haben wir keinen Plantoiden? Nun, wenn man fliegen möchte, ist es gut, sich Vögel anzuschauen, sich von Vögeln inspirieren zu lassen. Aber wenn man das Erdreich erkunden möchte oder wenn man neue Territorien kolonisieren möchte, ist es das Beste, was man tun kann, sich von Pflanzen inspirieren zu lassen, die Meister darin sind. Wir haben eine andere Möglichkeit, an der wir in unserem Labor arbeiten, nämlich Hybriden zu bauen. Es ist viel einfacher, Hybriden zu bauen. Ein Hybride ist etwas, das halb Lebewesen und halb Maschine ist. Es ist viel einfacher, mit Pflanzen zu arbeiten als mit Tieren. Sie haben Rechenfähigkeiten. Sie haben elektrische Signale. Die Verknüpfung mit der Maschine ist viel einfacher, sogar ethisch viel eher möglich. Das sind drei Möglichkeiten, an denen wir arbeiten: Hybriden zu bauen, von Algen angetrieben, oder von den Blättern und schließlich von den leistungsstärksten Teilen der Pflanzen, den Wurzeln.
And another possibility is a technological possibility. Let's imagine that we can build robots and robots that are inspired by plants. Until now, the man was inspired just by man or the animals in producing a robot. We have the animaloid -- and the normal robots inspired by animals, insectoid, so on. We have the androids that are inspired by man. But why have we not any plantoid? Well, if you want to fly, it's good that you look at birds -- to be inspired by birds. But if you want to explore soils, or if you want to colonize new territory, to best thing that you can do is to be inspired by plants that are masters in doing this. We have another possibility we are working [on] in our lab, [which] is to build hybrids. It's much more easy to build hybrids. Hybrid means it's something that's half living and half machine. It's much more easy to work with plants than with animals. They have computing power, they have electrical signals. The connection with the machine is much more easy, much more even ethically possible. And these are three possibilities that we are working on to build hybrids, driven by algae or by the leaves at the end, by the most, most powerful parts of the plants, by the roots.
Nun, vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Und bevor ich ende, möchte ich Ihnen versichern, dass in der Anfertigung dieser Präsentation keine Schnecken verletzt wurden. Danke.
Well, thank you for your attention. And before I finish, I would like to reassure that no snails were harmed in making this presentation. Thank you.
(Applaus)
(Applause)