Mammutbäume wachsen seltsame Blätter, um Wasser aus der Luft zu saugen

So wählen sie das richtige Blatt für den Job aus

Den Mammutbaumwäldern an der kalifornischen Küste – mit ihren üppigen Farnen, hoch aufragenden Bäumen und dem feuchten Petrichor-Duft – scheint es vielleicht nicht an Wasser zu fehlen, aber sie sind mit trockenen Sommern konfrontiert. Um sie zu überleben, bilden die Bäume, Sequoia sempervirens, spezielle Triebe mit Blättern, die der Luft Feuchtigkeit entziehen.

Es ist bekannt, dass viele Pflanzen (einschließlich Mammutbäume) durch ihre Blätter trinken, aber „niemand hat jemals wirklich herausgefunden, wie das Wasser dort hineinkommt“, sagt die Ökologin Alana Chin, jetzt an der ETH Zürich. Blätter der Feuchtigkeit auszusetzen ist mit Kosten verbunden: Selbst ein dünner Wasserfilm kann den Kohlendioxidfluss in die Blattöffnungen, die sogenannten Stomata, blockieren und so die Photosynthese behindern.

Um zu sehen, wie die Bäume dieses Dilemma lösen, kletterten Chin und ihre Kollegen auf Mammutbäume in verschiedenen Klimazonen und schnitten Zweigproben ab. Zurück im Labor erzeugten sie mit einem Luftbefeuchter Nebel und maßen, wie viel Wasser diese Blatttriebe aufnahmen. Sie untersuchten auch Blattoberflächen und -querschnitte und modellierten dann die Wasserbewegung, um zu sehen, welche Merkmale die Aufnahme beeinflussen.

Ihre im American Journal of Botany veröffentlichte Analyse ergab zwei unterschiedliche Arten von Mammutbaumsprossen. „Axiale“ Triebe ähneln Spargelstangen, deren Blätter eng am Zweig gebündelt sind. Sie machen einen kleinen Teil des Blätterdachs aus, nehmen aber Wasser etwa viermal so schnell auf wie gewöhnlich aussehende „periphere“ Triebe. Das Team schätzte, dass ein großer Mammutbaum in der Stunde, nachdem er nass geworden ist, bis zu 13 Gallonen Wasser aufnimmt. Währenddessen treiben periphere Blätter mit dichten Stomata und wachsartigen, wasserabweisenden Beschichtungen die Photosynthese an.

Die Studie ergab, dass Mammutbäume in trockeneren, südlichen Gebieten mehr axiale Triebe haben, die höher liegen als bei nördlichen Bäumen, was ihnen hilft, zusätzliches Wasser aus Sommernebel und leichtem Regen zu ziehen. Andere Baumarten können ähnlich spezialisierte Triebe haben; Bei Kiefern gibt es zum Beispiel zwei Arten, die denen der Mammutbäume ähneln könnten, sagt Chin. Eine solche Vielseitigkeit könnte im Zusammenhang mit dem Klimawandel wichtig sein, bemerkt der Ökologe Carter Berry von der Wake Forest University, der nicht an der Studie beteiligt war. „In einer trockeneren Welt“, sagt er, „wird die Möglichkeit, die eigene Wasserquelle mit Wasser aus der Luft zu subventionieren, wichtiger.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich mit dem Titel „Smart Leaves“ in Scientific American 326, 6, 20 (Juni 2022) veröffentlicht.

doi:10.1038/scientificamerican0622-20b

Ula Chrobakist eine freiberufliche Wissenschaftsjournalistin mit Sitz in Reno, Nevada. Sie können mehr über ihre Arbeit auf ihrer Website lesen: ulachrobak.com

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