Zu den Faktoren, die die Pflanzenwahrnehmung beeinflussen, gehören Licht, Ton, Berührung, Feuchtigkeit, Temperatur und Magnetismus. Pflanzen erkennen und passen sich Veränderungen in der Umwelt auf zellulärer Ebene über komplexe Interaktionen von Genen und Rezeptoren an, die äußere Reize identifizieren. Die Untersuchung der Pflanzenwahrnehmung hat internationales Interesse geweckt, um das Bevölkerungswachstum und den Klimawandel mit Auswirkungen auf die Nahrungsmittelproduktion zu untersuchen.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Epidermiszellen in Pflanzen Störungen in der Luft durch Geräusche, Licht und Feuchtigkeit wahrnehmen. Diese Zellen kommunizieren auf molekularer Ebene durch Gene, die unabhängig oder im Tandem reagieren, um sich anzupassen und das Überleben zu ermöglichen. Forscher isolierten erfolgreich spezifische Rezeptoren, die bestimmte Reize regulieren, aber der komplizierte Prozess ist nicht vollständig verstanden.
Die Pflanzenwahrnehmung umfasst Lichtsensoren, um Tag und Nacht zu bestimmen und schädliche ultraviolette Strahlen zu identifizieren. Drei Fotorezeptoren arbeiten zusammen und passen sich in verschiedenen Wachstumsstadien, einschließlich Keimung, Blüte und Ruhephase, an das Umgebungslicht an. Molekulare Anpassungen produzieren auch Pigmente, um ultraviolette Strahlen herauszufiltern, wodurch im Wesentlichen ein natürlicher Sonnenschutz entsteht.
Die Biokommunikation in Pflanzenzellen fördert die Pflanzenwahrnehmung, wenn Insekten, Bakterien oder Pilze eine Bedrohung darstellen. Einige Pflanzen produzieren ein Toxin, das infizierte Zellen abtötet, um die Ausbreitung von Schäden zu verhindern. Sie können einen Geruch erzeugen, der Pflanzen in der Nähe vor der Bedrohung warnt und ihnen ermöglicht, Giftstoffe zu produzieren. Ein ähnlicher Prozess erhöht bestimmte Säuren, um parasitäre Pflanzen abzuwehren, die in die Umwelt eindringen.
Die Pflanzenwahrnehmung löst auch eine Reaktion auf Berührungen, Geräusche und Magnetfelder aus. Ein Hormon namens Gibberellinsäure kann die Wachstumsraten von Pflanzen beeinflussen, die bestimmten Wellenlängen, Frequenzen oder Vibrationen ausgesetzt sind. Pflanzen passen sich auch dem Wind an, indem sie stärker oder flexibler werden. In einer Studie zum Magnetismus wuchsen die Wurzeln von Pflanzen zur Quelle hin, während die Stängel in die entgegengesetzte Richtung wuchsen.
Studien zur Pflanzenwahrnehmung im Zusammenhang mit Dürre zeigen, dass ein Netzwerk von Genen zusammenwirkt, um Wasser effizienter zu nutzen, wenn Wasser knapp ist. Eines dieser Gene reduziert die Verdunstung von Wasser durch Blätter und Stängel in die Luft. Der gleiche Prozess könnte es Pflanzen ermöglichen, dem Salzgehalt im Wasser zu widerstehen und Nährstoffe effektiver zu nutzen. Forscher glauben, dass diese Abwehrmechanismen die Ernteerträge aufgrund der Energie reduzieren, die für kurzfristige Anpassungen oder molekulare Veränderungen erforderlich ist.
Die Pflanzenwahrnehmung unterscheidet sich von der Empfindungsfähigkeit, dem Glauben, dass Pflanzen Emotionen haben, die Angst, Freude und Schmerz registrieren können. Diese Konzepte wurden in den 1960er Jahren populär, als der US-Forscher Cleve Backster Lügendetektoren an Zimmerpflanzen anbrachte. Er behauptete, dass eine paranormale Biokommunikation zwischen Pflanzen und Menschen möglich sei. Diese Theorie wird nicht als wissenschaftlich gültig anerkannt, da Pflanzen kein zentrales Nervensystem besitzen und Backsters Ergebnisse nicht repliziert werden konnten.