Discovery deckt ein neues Blatt für Redwoods auf

Mammutbäume gehören zu den am besten untersuchten Bäumen auf dem Planeten, und doch überraschen und erfreuen ihre Geheimnisse Wissenschaftler und Naturliebhaber immer wieder.

Wissenschaftler der University of California, Davis, entdeckten, dass Redwood-Bäume zwei Arten von Blättern haben, und diese Blätter haben laut einer Studie in der Amerikanisches Journal für Botanik. Zusammen ermöglichen es diese funktionell unterschiedlichen Blätter den höchsten Bäumen der Welt, sowohl in feuchten als auch in trockenen Teilen ihres Verbreitungsgebiets in Kalifornien zu gedeihen, ohne Wasser oder Nahrung zu opfern.

Arbeitsteilung

Das periphere Blatt verbringt seine Arbeitszeit damit, die Nahrung des Baumes herzustellen – indem es Sonnenlicht durch Photosynthese in Zucker umwandelt. Sein Kollege, das Axialblatt, hilft fast nicht bei der Photosynthese. Stattdessen ist es seine Spezialität, Wasser zu absorbieren. Tatsächlich fand die Studie heraus, dass ein großer Mammutbaum in nur der ersten Stunde, in der seine Blätter nass sind, bis zu 14 Gallonen Wasser aufnehmen kann.

Wie ist das im Vergleich zu anderen Bäumen? Wissenschaftler wissen es nicht. Dies ist die erste Studie, die die Wasseraufnahme der gesamten Krone in einem großen, ausgewachsenen Baum abschätzt. Da große Mammutbäume über 100 Millionen Blätter haben, kann sich dieser Absorptionsrekord als schwer zu schlagen erweisen.

In feuchten Wäldern kann die Photosynthese durch Wasserfilme gehemmt werden, die Blattstomata bedecken, wenn sie nass werden. Bei Mammutbäumen ermöglichen die unterschiedlichen Blattarten, dass die Bäume nass werden und dennoch Photosynthese betreiben können. Die peripheren Blätter haben eine wachsartige Beschichtung, die die Wasseraufnahme verlangsamt, ihnen aber helfen kann, die Photosynthese während der Regenzeit fortzusetzen.

„Ich wäre überrascht, wenn das nicht viele Nadelbäume tun würden“, sagte die Hauptautorin Alana Chin, eine Ph.D. Student in Ökologie am UC Davis Department of Plant Sciences zum Zeitpunkt des Studiums. „Blätter zu haben, die nicht für die Photosynthese sind, ist an sich schon überraschend. Wenn Sie ein Baum sind, möchten Sie kein Blatt haben, das keine Photosynthese betreibt, es sei denn, es gibt einen sehr guten Grund dafür.“

Handelsräume

Die Studie ergab auch, dass Blätter ihren „Büroraum“ entlang des Baumes verschieben können, je nachdem, ob die Umgebung nass oder trocken ist.

An der nassen, regnerischen Nordküste findet sich der wasserabsorbierende Blatttyp an den unteren Ästen des Baumes, während die oberen, sonnigeren Ebenen dem photosynthetisierenden Blatttyp überlassen werden. Diese Dynamik kehrt sich für Mammutbäume in ihrem südlichen Verbreitungsgebiet um: Die Wassersammler leben in den höheren Ebenen des Baums, um Nebel und Regen besser zu nutzen, die in der trockeneren Umgebung seltener auftreten.

Um zu ihren Ergebnissen zu gelangen, sammelten die Autoren Triebhaufen von sechs Redwood-Bäumen an fünf Waldstandorten, die sich vom feuchten Del Norte County bis zu den trockenen Santa Cruz Mountains erstrecken, und setzten sie experimentellem Nebel aus. Sie schätzten das Wasseraufnahmepotential für sieben weitere Bäume – einschließlich des höchsten lebenden Baums – und nahmen Proben in unterschiedlichen Höhen.

Anschließend verglichen sie die Anatomie und maßen die Photosynthese der peripheren und axialen Blätter, um ihre Funktion zu verstehen. Sie entwickelten auch ein auf Physik basierendes Kausalmodell, mit dem sie die Blattmerkmale bestimmen konnten, die die Absorptionsraten regulieren.

Inmitten all der Ergebnisse ist Chin höchst erfreut, einen einfachen und effektiven Weg gefunden zu haben, um die Fähigkeit von Mammutbäumen anzuzeigen, Nebel zu erreichen. Forscher können überwachen, wie und ob sich Mammutbäume an die Klimabedingungen und eine zukünftige, trockenere Welt anpassen, indem sie sich einfach die sichtbaren Wachse ansehen, die die beiden Arten von Blättern bedecken – etwas, das mit einer Handykamera aufgenommen und von anderen Wissenschaftlern oder sogar Mitgliedern geteilt werden könnte der Öffentlichkeit.

Arten der Superlative

Mammutbäume sind bekannt für ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber vielen natürlichen Bedrohungen und inspirieren zu zahlreichen Superlativen: Sie gehören zu den größten, höchsten und ältesten Bäumen der Erde. Sie haben tanninreiches Kernholz, feuerfeste Rinde und schädlingsresistente Blätter. Diese neue Erkenntnis ist ein weiteres Beispiel für ihre Fähigkeit, auf Umweltbedingungen wie Dürre und Wasserstress zu reagieren.

„Das Coole hier ist ihre Fähigkeit, unter all diesen Umständen zu gedeihen und sich an diese unterschiedlichen Umgebungen anzupassen“, sagte Chin, der in der Nähe der Mammutbäume im Mendocino County aufgewachsen ist. „Dass solche Dinge direkt vor unserer Nase in einer der am besten untersuchten Arten da draußen passieren können – keiner von uns hätte gedacht, dass dies die Geschichte sein würde.“