Bäume hören kurzzeitig auf zu atmen, wenn Brandrauch in der Luft liegt
Eine kürzlich durchgeführte Studie hat ergeben, dass einige Bäume im Grunde ihren Atem anhalten, um den Rauch von Waldbränden nicht zu absorbieren. So geschieht es.
Wenn Rauch in der Luft liegt, vermeiden wir Menschen das Einatmen dieser Luft mit schädlichen Partikeln und Gasen, indem wir den Atem anhalten oder uns entfernen. Aber was passiert mit Pflanzen, die dem Rauch nicht entkommen können?
Das haben Forscher der Colorado State University untersucht. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht . Siehe unten.
Erstens: Wie "atmen" Pflanzen?
Für die Atmung verwenden Pflanzen Spaltöffnungen - kleine Strukturen auf der Oberfläche ihrer Blätter, die wie Poren sind , die sich öffnen und schließen. Während der Mensch Sauerstoff einatmet und Kohlendioxid (CO2) durch Nase und Mund abgibt, nutzen Pflanzen Spaltöffnungen, um den Gasaustausch durchzuführen. Der Unterschied besteht darin, dass sie während der Photosynthese CO2 einatmen und Sauerstoff ausatmen.
Und auch Pflanzen atmen gleichzeitig ein und aus, indem sie ständig atmosphärische Gase aufnehmen und wieder abgeben.
Baumschutzstrategie
Die für die Studie ausgewerteten Daten stammen von einem Brand in einem Nadelwald im US-Bundesstaat Colorado im Jahr 2020, bei dem mehrere Kiefern dem Rauch des Feuers ausgesetzt waren.
Während des Feuers beobachteten die Forscher, dass die Photosynthese der Kiefern fast auf Null sank und ihre Spaltöffnungen vollständig geschlossen waren, so als würden die Bäume nicht mehr atmen.
Mit anderen Worten, die Blätter "atmeten" nicht - sie atmeten nicht das CO2 ein, das sie zum Wachstum benötigen, und sie atmeten nicht die Chemikalien aus, die sie normalerweise freisetzen.
Vor diesem Hintergrund beschlossen die Forscher, einen Test durchzuführen: Sie änderten die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit der Blätter und reinigten ihre "Atemwege", ohne den Rauch der Brände. Und sie stellten fest, dass danach der Photosyntheseprozess wieder einsetzte, mit einer Explosion von flüchtigen organischen Verbindungen.
Daraus schlossen sie, dass einige Pflanzen auf starke Rauchentwicklung durch Waldbrände reagieren, indem sie den Austausch mit der Außenluft unterbinden. Sie halten quasi die Luft an, aber nicht, bevor sie dem Rauch ausgesetzt sind.
Was gibt es noch zu verstehen?
Bislang ist jedoch nicht bekannt , wie die Bäume dies bewerkstelligen, aber die Forscher haben einige Hypothesen aufgestellt. Die Rauchpartikel selbst könnten den Gasaustausch behindern, indem sie verhindern, dass sich die Poren öffnen; oder es handelt sich um eine physische Reaktion der Blätter auf die ersten Anzeichen von Rauch, indem sie ihre Poren schließen; oder der dunkle Rauch erschwert die Aufnahme von Sonnenlicht, einem weiteren wesentlichen Element der Photosynthese.
Es ist auch noch nicht bekannt , wie lange die Auswirkungen des Rauchs anhalten und wie sich wiederholte Rauchereignisse langfristig auf die Bäume auswirken werden. Es sind noch weitere Studien erforderlich, um diese Folgen zu verstehen, einschließlich der Notwendigkeit von Analysen mit anderen Baumarten.
Quellenhinweis:
Riches, M. et al. Wildfire Smoke Directly Changes Biogenic Volatile Organic Emissions and Photosynthesis of Ponderosa Pines. Geophysical Research Letters, v. 51, n. 6, 2024.