Herbstfärbung der Blätter

Pflanzen stellen sich jetzt auf den Winter ein

Der „Indian Summer“ vor unserer Haustür lädt zu ausgedehnten Spaziergängen in der Natur ein. Aber nicht lange können wir die herrlichen Farben des goldenen Herbstes genießen. Bald fallen die Blätter, und dann ist es mit der Pracht schon wieder vorbei.

Vorgriff auf winterlichen Wassermangel
Die sommergrünen Laubgehölze in unseren Breiten werfen im Herbst die Blätter ab, um sich auf den winterlichen Wassermangel einzurichten. Über ihre Blätter verdunsten sie nämlich ständig einen großen Teil des durch die Wurzeln aufgesogenen Wassers – bei einer hundertjährigen Rotbuche etwa 400 Liter pro Tag. Wenn im Winter der Boden gefriert, entsteht so genannte Frosttrocknis, denn der Wassernachschub bleibt aus, und Bäume und Sträucher können nicht mehr genug Wasser aufnehmen. Die Pflanzen würden langsam austrocknen, wenn sie nicht die „geniale Idee“ gehabt hätten, sich einfach ihrer Blätter zu entledigen und dadurch die Wasserabgabe wirksam zu stoppen.

Das Abwerfen der Blätter ist ein durch Abnahme von Tageslänge und Temperatur induzierter und durch Phytohormone gesteuerter Vorgang. Nach neueren Forschungen scheint dabei das Gas Äthylen als hormoneller Wirkstoff im Spiel zu sein. Im Blattstiel wird ein Trenngewebe ausgebildet, dessen Zellen sich durch Verschleimen der Mittellamellen und Sichabrunden voneinander lösen, so dass schließlich das Blatt aufgrund seines eigenen Gewichts abfällt. Ein Abschlussgewebe aus Kork verschließt die Wunde und schützt vor Wasserverlust und dem Eindringen von Pflanzenschädlingen.

Entsorgung gespeicherter Umweltgifte
Der Blattabwurf ist nicht nur ein wirksamer Verdunstungsschutz, sondern hat noch weitere Vorteile für die Pflanzen: Er entsorgt giftige Stoffwechsel-Endprodukte und – heutzutage besonders von Bedeutung – gespeicherte Umweltgifte. Auch halten kahle Bäume der Schneelast besser stand. Außerdem sichert der Laubfall den im Frühling austreibenden Knospen ausreichend Licht für ihre Entwicklung.

Auch immergrüne Pflanzen wie die meisten Nadelhölzer werfen ihre Blätter ab. Allerdings nicht regelmäßig im Herbst, sondern kontinuierlich die eine oder andere Nadel. So bleibt eine Nadel der Kiefer etwa fünf Jahre, der Fichte bis zu sieben Jahre und der Tanne sogar bis zu elf Jahre am Zweig. Dass die Nadelbäume nicht regelmäßig im Winter blattlos sind, liegt am effektiven Verdunstungsschutz ihrer Nadeln. Die schmalen Blätter haben eine kleine Oberfläche. Die Ausgänge ihrer Spaltöffnungen sind verengt und eingesenkt, so dass eine Wasserabgabe stark eingeschränkt ist. Außerdem sind die oberen Epidermiszellen nach außen hin dickwandig, und zusätzlich schützt eine Wachsschicht vor stärkerem Feuchtigkeitsverlust.

Durch vielfältige Umwelteinflüsse kommt es immer wieder zu vorzeitigem Laubfall. Die Blätter sind dann noch grün, häufig aber auch braun gefärbt. In längeren Hitzeperioden vertrocknen die Blätter. Auch erhöhte Bodenfeuchtigkeit führt zum Verwelken, weil die Wurzeln faulen und kaum noch Wasser aufnehmen. Schadstoffe im Boden und in der Luft, wie etwa die Chlorid-Ionen aus dem Streusalz oder Stickoxide in Autoabgasen, schwächen die Pflanzen und lassen die Blätter schon im Sommer von den Bäumen fallen. Durch extreme Witterungsverhältnisse und durch Umweltgifte geschwächte Bäume sind besonders anfällig für Pilzbefall und Schadinsekten wie Miniermotten, was ebenfalls vorzeitigen Blattfall bewirkt. Wenn Esche, Erle und Holunder grüne Blätter abwerfen, ist das allerdings normal, denn sie verfärben sich nicht.

Farbwechsel durch Verlagerung des Blattgrüns
Das leuchtende Farbenspiel des Herbstes – Pappeln werden goldgelb, Ahornblätter leuchten in Gelb und Orange, Roteichen fallen durch ihr Feuerrot auf – hängt zum einen damit zusammen, dass Nährstoffe abgebaut und wichtige Elemente wie Stickstoff, Phosphor, Eisen und Kalium in den Stamm verlagert werden, in erster Linie beruht es aber auf einer Änderung des Mengenverhältnisses der Blattfarbstoffe.

Im Frühling und Sommer überwiegt der grüne Blattfarbstoff, das für die Photosynthese unabdingbare Chlorophyll. Er überdeckt die anderen Pigmente. Um einen Verlust dieses für die Pflanze sehr wichtigen Farbstoffs zu verhindern, zerlegt sie ihn im Herbst fast vollständig in kleinere Bestandteile, die sie aus dem Blatt herauszieht und bis zum nächsten Frühjahr, wenn die neue Blattgeneration wieder Chlorophyll benötigt, in Zweig, Stamm oder Wurzel deponiert. Durch den Wegfall des Blattgrüns können nun die anderen Pigmente voll zur Geltung kommen. Die Karotinoide (gelb, orange, rot), die Xanthophylle (gelb) und die Anthocyane (rot, violett, blau) verursachen die beeindruckende herbstliche Laubfärbung. Braun als Farbe tritt erst beim Absterben des Blattes auf. Ursache ist die Oxidation von Gerbstoffen zu braunen Farbstoffen (Phlobaphene).

Gelbrote Färbung schützt vor Sonnenlicht
Herbstliche Blattverfärbung bietet uns nicht nur ästhetischen Genuss, sie dient auch als Sonnenschutz. Das behaupten Bill Hoch und seine Kollegen von der amerikanischen Universität Wisconsin-Madison im Fachblatt „Tree Physiology“. Zu viel Sonnenlicht kann Blätter schädigen. Besonders empfindlich reagieren sie im Herbst, denn dann sind sie durch Abtransport wichtiger Nährstoffe bereits geschwächt. Bevor sie aber abfallen und solange noch Photosynthese in ihrem Gewebe stattfindet, also energiereicher Traubenzucker produziert wird, schützt die Pflanze diesen lebenswichtigen biochemischen Prozess, indem sie unmittelbar unter der Oberfläche ihrer Blätter den Farbstoff Anthocyanin produziert. Er färbt die Blätter gelbrot und sorgt dafür, dass die Wirkung des Sonnenlichtes abgeschirmt und so das lichtempfindliche Chlorophyll nicht angegriffen wird.

Gerade amerikanische Forscher haben wohl Anlass, sich näher mit der Laubverfärbung zu beschäftigen, denn der Herbst im Nordosten der USA und in Kanada ist besonders sonnenreich. Besonders farbenprächtig ist dort auch das Blättermeer. Unsere Bäume produzieren weniger Farbstoffe. Es ist häufiger bewölkt, so dass sich ein intensiverer Sonnenschutz zumeist erübrigt.

Thomas Schmidt

Anschrift des Autors: Thomas Schmidt, Neumünstersche Straße 5, 20251 Hamburg, schmidt@ts-naturfoto.de, www.ts-naturfoto.de.

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