Laborstudien an Pflanzen

In einer Übersichtsarbeit über Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder speziell auf Pflanzen ^[1] werden positive und negative Einflüsse vor allem auf Keimung und Wachstum beschrieben, die von Frequenz, Modulation und Leistungsflussdichte sowie Pflanzenart und Wachstumsstadium abhängen. Insgesamt ist die Datenlage widersprüchlich und unzureichend, um allgemeingültige Schlüsse ziehen zu können.
Eine weitere Übersichtsarbeit zu Pflanzen ^[2] stellt fest, dass vielfältige und häufig widersprüchliche Einflüsse hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den Metabolismus, die Genexpression und das Wachstum von Pflanzen beschrieben wurden, die stark von Frequenz und Expositionsintensität abhängen. Die Verfasser schlagen vor, hochfrequente Felder als nicht schädlichen Umweltfaktor zu betrachten, der den Pflanzenmetabolismus beeinflussen kann.

Eine weitere Übersichtsarbeit ^[3] analysiert 45 experimentelle Studien an Pflanzen aus den Jahren 1996 – 2016, die in Zeitschriften mit einem Peer-review-Verfahren veröffentlicht wurden. Die Qualität der Exposition wurde nicht bewertet. Die meisten Studien zeigten einen Einfluss elektromagnetischer Felder auf physiologische und morphologische Parameter von Pflanzen. Einige Arten, wie Mais, Malve, Erbsen, Klee, Entengrütze, Tomaten, Zwiebeln und Bohnen, erwiesen sich als besonders empfindlich gegenüber Feldern.

Die aktuellste Übersichtsarbeit über Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Pflanzen ^[4] verspricht eine kritische Bewertung der Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Pflanzen, nennt aber die Auswahlkriterien und die angewendeten qualitativen Maßstäbe nicht. Es wird klar dargestellt, dass die Energie hochfrequenter Felder nicht ausreicht, um das Erbgut direkt zu schädigen. Trotzdem wurden in Studien mehrfach Veränderungen der Genexpression und Einflüsse auf die Zellteilung beobachtet. Als Wirkmechanismen werden Wirkungen auf den Kalziumhaushalt und reaktive Sauerstoffspezies genannt. Ebenfalls werden epigenetische Wirkungen vermutet. Wie es biophysikalisch zu diesen Wirkungen kommt, bleibt unklar und muss weiter untersucht werden. Es wird auch auf die Problematik der Dosimetrie und Expositionsbestimmung bei Pflanzen eingegangen. Durch große Oberfläche im Verhältnis zum Volumen sowie unzureichende Kenntnisse dielektrischer Eigenschaften von Pflanzen ist es schwierig, den SAR-Wert korrekt zu bestimmen. Die Reaktionen der Pflanzen werden als zweistufig beschrieben – zunächst erfolgt eine schnelle Reaktion, die Genexpression und Metabolismus betrifft. Später können, müssen aber nicht, Veränderungen des Wachstums auftreten. Insgesamt können die Wirkungen auf Pflanzen positiv oder negativ ausfallen und werden im Vergleich zu anderen Umwelteinflüssen als eher gering eingeschätzt.

Untersuchungen aus Frankreich

Eine französische Arbeitsgruppe der Universität Angres beschäftigt sich bereits seit 15 Jahren mit den Wirkungen kurzfristiger Expositionen mit hochfrequenten Feldern auf Pflanzen. Bei Tomaten wurde nach einer GSM Exposition eine erhöhte Expression bestimmter Botenstoffe sowie Veränderungen im Energiemetabolismus und Genexpression gefunden, die als Stressreaktion gewertet werden können ^{[5, 6]}. Derartige Reaktionen bedeuten zwar eine Belastung der Pflanzen, sind aber physiologisch normal und für das Überleben der Pflanzen nicht bedrohlich. Die Reaktionen sind systemisch, das bedeutet, die gesamt Pflanze reagiert auch wenn zum Beispiel nur einige Blätter exponiert wurden ^[7]. Dies ähnelt der Reaktion auf Fraß durch Schädlinge, es sind auch dieselben Botenstoffe beteiligt. Um längerfristige Wirkungen zu beobachten, hat dieselbe Arbeitsgruppe Rosen untersucht ^[8]. Bereits bestehende Triebe wurde durch GSM nicht beeinflusst, wurden aber sich entwickelnde Knospen exponiert, kam es zu einer Wachstumsreduktion.

Untersuchungen zum Erbgut

Die Genexpression in pflanzlichen Zellkulturen (Acker-Schmalwand, Arabidopsis thaliana) wurde unter dem Einfluss von UMTS untersucht ^[9]. Aus dem gesamten Genom der Pflanze haben einige wenige Gene, die an Reaktionen auf Licht beteiligt sind, ihre Expression erhöht. Schwerwiegende physiologische Konsequenzen erwarten die Autoren aufgrund dieser Ergebnisse nicht. Eine indische Arbeitsgruppe beobachtete bei Zwiebeln unter dem Einfluss von Mobilfunkfeldern reduziertes Wurzelwachstum und Wirkungen auf das Erbgut in den Wurzeln ^{[10, 11]}. Eine indische Studie an Reis in einer Hochfrequenz-Epositionskammer zeigte eine reduzierte Keimungsrate begleitet von einer Hochregulation von bestimmten Genen und Pigmenten, was als Stressreaktion interpretiert wurde ^[12].

Fazit

Insgesamt zeigt die Mehrzahl der Studien an Pflanzen physiologische Wirkungen elektromagnetischer Felder. Viele davon sind widersprüchlich und nicht unabhängig reproduziert. Die Wirkmechanismen bleiben unklar. Die beobachteten Wirkungen entsprechen häufig einer leichten Stressreaktion und sind im Vergleich zu anderen Umwelteinflüssen geringfügig. Es ist notwendig die vorliegenden Ergebnisse einwandfrei zu bestätigen und die zugrundeliegenden Wirkmechanismen aufzuklären.

Literatur

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[6] Roux D, Faure C, Bonnet P, Girard S, Ledoigt G, Davies E, Gendraud M, Paladian F, Vian A (2008) A possible role for extra-cellular ATP in plant responses to high frequency, low amplitude electromagnetic field. Plant Signal Behav. 3(6): 383 – 385.

[7] Beaubois E, Girard S, Lallechere S, Davies E, Paladian F, Bonnet P, Ledoigt G, Vian A (2007) Intercellular communication in plants: evidence for two rapidly transmitted systemic signals generated in response to electromagnetic field stimulation in tomato. Plant Cell Environ. 30: 834 - 844.

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[11] Kumar, A, Kaur, S, Chandel, S, Singh, HP, Batish, DR, Kohli, RK (2020). Comparative cyto- and genotoxicity of 900 MHz and 1800 MHz electromagnetic field radiations in root meristems of allium cepa. Ecotoxicol Environ Saf 188: 109786.

[12] Kundu, A, Vangaru, S, Bhattacharyya, S, Mallick, AI, Gupta, B (2021). Electromagnetic irradiation evokes physiological and molecular alterations in rice. Bioelectromagnetics 42(2): 173-185.