Montag, 1. Juli 2013

Hölzerne Uhrwerke - Bäume erahnen die Dämmerung


Symbolbild: Wald.
| Copyright: A.Müller / grewi.de


Sydney (Australien) - Ein internes, von einem molekularen Zeitgeber kontrolliertes System, erlaubt es Bäumen, das Öffnen und Schließen ihrer Spaltöffnungen (Stomata) an den Blättern und damit ihren gesamten Wasserverbrauch während der Nacht zu kontrollieren.

Wie die Forscher um Victor Resco de Dios von der University of Western Sydney aktuell im Fachjournal "New Phytologist" (DOI: 10.1111/nph.12382) berichten, haben sie dieses Phänomen an erstmals einer Eukalyptus-Art beobachtet.


"Um tagsüber optimal Photosynthese betreiben zu können, sind die Spaltöffnungen (Stomata) der Blätter von Bäumen tagsüber geöffnet", erläutert die Pressemitteilung des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), an dem Arthur Gessler, Co-Autor der Studie, forscht. "Durch die Stomata dringt CO2 aus der Atmosphäre in die Blätter ein und wird dort durch den photosynthetischen Apparat in Kohlenhydrate umgewandelt. Gleichzeitig verlieren die Pflanzen über die geöffneten Spaltöffnung aber auch Wasser. Dies ist zum einen ein gewünschter Effekt, da die Verdunstung die Blätter kühlt und über den Wasserstrom auch wichtige Nährstoffe in die Baumkrone transportiert werden. Auf der anderen Seite kann der Wasserverlust in die Atmosphäre gerade unter trockenen Bedingungen aber auch schädlich für die Pflanzen sein und zu Welke und Tod führen. Nachts, wenn die Photosynthese nicht aktiv ist und kein CO2 benötig wird, schließen Bäume ihre Stomata deshalb weitgehend, um unnötigen Wasserverlust zu vermeiden."



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Während die Stomata erst nach Sonnenuntergang geschlossen werden, öffnen Bäume ihre Spaltöffnungen aber schon vor dem Sonnenaufgang, um so den Wassertransport aus dem Boden durch die Pflanze hindurch in Gang zu bringen. Schon lange war Wissenschaftlern bekannt, dass viele zelluläre Prozesse in Pflanzen genauso wie in Tieren von einem internen Zeitgeber - der sogenannten Inneren Uhr - auf molekularer Ebene in einem rund 24 Stunden dauernden (circadianen) Rhythmus reguliert werden. In der neuen Studie konnte das Team um de Dios nun zum ersten Mal zeigen, dass solche molekularen Taktgeber auch den Wasserhaushalt eines ganzen Baumes beeinflussen können.


"Bäume berechnen mit Hilfe ihres internen Weckers den Zeitpunkt des Sonnenaufgangs im Voraus. So können sie sich optimal vorbereiten, um bereits mit den ersten Sonnenstrahlen eine effiziente Photosynthese zu betreiben", erläutert Gessler.


Die Tatsache, dass nicht nur äußere Faktoren, sondern auch die interne Uhr die Öffnung der Stomata und damit den Wasserverbrauch von Bäumen und Wäldern steuere, habe auch weitgehende Auswirkungen auf Modelle, die den Wasserhaushalt von Ökosystemen und damit auch ihre Einflüsse auf das Klima beschreiben. "Gerade wenn sich die Umweltbedingungen langfristig verändern, sind die aktuellen Modelle, die eine solche interne Regulation nicht berücksichtigen, möglicherweise nicht in der Lage, den Wasserverbrauch und -Bedarf von Wäldern korrekt abzuschätzen", so die Forscher abschließend.


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Quelle: zalf.de
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