Herbstlaub mit Sonnenschutz


Wie Bäume jeden Herbst ihre Blätter färben, wissen Wissenschaftler schon lange. Warum sie das tun, verstehen sie noch nicht wirklich. Ist es mehr als nur ein Abfallprodukt?

Süddeutsche Zeitung, Wissen, S.9 , 23. September 2004


SZ230904 - Kaum jemand freut sich mehr auf die nass-kalte Jahreszeit als Sam Brown und Marco Archetti. Vielleicht finden die beiden Wissenschaftler aus England und der Schweiz in diesem Jahrendlich die Antwort auf eine gern gestellte Frage: „Warum färben sich im Herbst die Blätter?"

Lediglich wie sich Ahorn, Buchen, Eichen und andere Bäume rot und gelb färben, kann man in jedem Schulbuch nachlesen. Auch dass Bäume und Sträucher ihre Blätter abwerfen, weil die Pflanze im Winter sonst vertrocknen würde, ist bekannt. Doch bevor sie ihr Laubhergeben, stellen die Bäume zunächst die Produktion des Chlorophylls ein. Den grünen Farbstoff benötigen sie für die Energiegewinnung durch Photosynthese.

Die knalligen Farben entstehen dann auf zwei Wegen. Ist das grüne Chlorophyll verschwunden, werden Farbstoffe sichtbar, die es sonst überdeckt: gelbe und orangene Carotinoide und Xanthophylle. Eine dritte Pigmentgruppe entsteht imHerbst neu: Anthocyane. Sie hüllen absterbende Blätter in sattes Rot. Während die Blätter absterben, entzieht der Baum ihnen Nährstoffe,um sie den Winter über einzulagern.

Lange Zeit betrachteten Pflanzenphysiologen das Farbenspiel als eine „biochemische Extravaganz der Pflanzen - nichts, was einen Nutzen hat. Bis vor rund vier Jahren. Damals hatte der Evolutionsbiologe William Hamilton von der Universität Oxford kurz vor seinem Tod ein Manuskript mit seinem Mitarbeiter Sam Brown verfasst,das dieser 2001 im Fachblatt Proceedings of the Royal Society B veröffentlichte. Die Idee: Die Farben sind ein Signal an Pflanzenschädlinge wie Blattläuse. Farben zu produzieren koste schließlich Energie und müsse daher einen Zweck haben, so die Idee. Je kräftiger Rot, Orange und Gelb leuchten, desto besser sei die Parasitenabwehr.

Das hätte sogar Vorteile für die Blattläuse, glauben Hamilton und Brown und ihr Kollege Marco Archetti von der schweizerischen Université de Fribourg: „Blattläuse sollten keine Eier auf besonders farbenprächtige Bäume ablegen, weil ihre Nachkommen im Frühjahr wenig Freude mit diesem abwehrbereiten Baum hätten." Da der Farbenzauber die Pflanze etwas kostet, sollte er um so kräftiger ausfallen, je gesünder die Pflanze ist.

Hamilton und Brown fanden erste Hinweise für ihre These in der Literatur: Baumarten wie der Ahorn, die viele Blattlausarten zu bekämpfen haben, bestechen durch intensiveres Farbenspiel als weniger bedrohte Arten. Zudem fand Archetti Hinweise, dass Blattläuse tatsächlich strahlende Farben meiden. Und eine Studie, die ein Team um Snorre Hagen von der Universität Oslo veröffentlichte, stützt dieThese indirekt(1). „Moorbirken leuchten um so kräftiger, je gesünder sie sind", fand er. Zumindest ein Hinweis, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen Gesundheit und Farbenpracht. Mehr aber auch nicht. Das Fazit von Brown und Archetti im vergangenen Frühsommer(2): „Viel Kritik und vieles, was es noch zu untersuchen gibt."

Auf mehr Gegenliebe stieß eine Idee, die zumindest die rote Farbe erklären könnte. Sie wurde 1916 von der Biochemikerin Muriel Wheldale Onslow vorgeschlagen: Die sattroten Anthocyane werden jeden Herbst hergestellt, damit sie einen Sonnenschutz bilden. Zwei US-Teams um William Hoch von der University of Wisconsin-Madison und um Taylor Feild von der University of Toronto überprüften jüngst die alte Idee.

Obwohl Pflanzen Licht brauchen, ist zu viel schädlich,da es das Photosynthese-System überfordert, sobald Chlorophyll abgebaut wird. Kälte und Trockenheit beeinträchtigen das Blatt im Herbst dann so stark, dass die Leistung nicht ausreicht, um genug Nährstoffe aus den Blättern in den Baum zu übertragen. Mit Folgen im Frühling, wie Studien an Früchte tragenden Pflanzen wie Apfelbäumen zeigen: Der Ertrag ist geringer. „Dazu passt, dass Blätter, die im Schatten liegen, nur blass rot oder gelb werden", so Hoch. Sie benötigen den Schutz nicht. Das Bild komplettiert Feilds Arbeit. Seine Gruppe hatte an einer Pflanzenart herausgefunden, dass weniger Licht Chloroplasten erreicht, wenn Anthocyane eine Schutzschicht bilden. Starkes Licht schädigte gelbe Blätter. Rote Blätter dagegen produzierten weiter Energie.

„Wir sagen aber nicht, dass das für alle Arten gilt. Vor allem müssen wir klären, wie sich Pflanzen schützen, die keine Anthocyane produzieren." Brown und Archetti haben weitere Fragen: „Warum gibt es Arten, bei denen Blätter nicht bunt werden? Warum gibt es so gewaltige Unterschiede in der Färbung von Baum zu Baum innerhalb einer Art?". Die Sonnenschutz-These kann aber zumindest das berühmteste Farbenspiel erklären,das Millionen in die Wälder Neu Englands lockt: den Indian Summer. Das Gebiet scheint im Herbst zu explodieren. Dank des Klimas folgen dort oft auf klare, kalte Nächte wolkenlose Sonnentage, die das Blättermeer mit Licht überfluten. Das treibt die Anthocyan-Produktion nach oben.

Süddeutsche Zeitung, Wissen, S. 9 , 23. September 2004

zurück zu: Die Texte 2004