Wie beeinflussen licht, temperatur und wasser eine buche?
Biologie
3 Antworten
Moin,
nach dem amerikanischen Ökologen E.P. Odum sind Wasser, Temperatur und Licht die "großen Drei unter den abiotischen Faktoren".
Damit bezieht er sich darauf, dass (mehr oder weniger) alle Lebewesen von diesen abiotischen Faktoren in der Regel sehr stark beeinflusst werden (im Gegensatz zum Beispiel zum Faktor pH-Wert, Bodendurchlüftung oder so...)
Tatsächlich bestimmt natürlich das "Minimumgesetz" eines beliebigen Faktors, ob ein Individuum überleben kann, aber das soll uns jetzt nicht weiter interessieren.
Die Frage ist nun konkret, wie die genannten "großen Drei" eine Buche beeinflussen.
Nun, da ist zunächst einmal die Fotosynthese zu nennen. Die Buche hat grüne Blätter, gehört also zu den grünen Pflanzen, die bekanntlich autotrophe Organismen sind, weil sie in der Lage sind, mit Hilfe ihres Blattgrüns (Chlorophyll) und (Sonnen-)Licht aus den energiearmen (anorganischen) Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser den energiereichen (organischen) Stoff Zucker herzustellen, wobei (aus Sicht der Pflanze) als Nebenprodukt noch Sauerstoff anfällt. Mit anderen Worten, die grünen Pflanzen wandeln Lichtenergie in chemisch gebundene Energie (Zucker) um. Ohne Wasser, keine Fotosynthese (deshalb sterben Pflanzen, wenn sie kein Wasser bekommen). Und ohne Licht, gibt es ebenfalls keine Fotosynthese (Pflanzen gehen ein, wenn sie nur im Dunkeln gehalten werden).
Der Faktor Wasser bzw. der Wasserhaushalt ist aber darüber hinaus auch für die Wuchshöhe des Baumes wichtig. Wasser kann von der Pflanze zunächst einmal über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen werden. Das aufgenommene Wasser wird zum Zentralzylinder der Wurzel geleitet und gelangt von dort in den Stamm des Baums. Dabei wird das Wasser regelrecht in den Pflanzenkörper hochgedrückt (Wurzeldruck). Aber der Wurzeldruck reicht nicht allzu weit. Eine Pflanze, die sich ausschließlich auf ihren Wurzeldruck verlassen müsste, kann nicht hoch wachsen (wie hoch, weiß ich gerade nicht auswendig, aber ich behaupte einmal kühn, höchstens ein, zwei Meter). Da eine Buche sehr viel höher wächst, muss noch ein anderer Aspekt hinzu kommen. Und dieser Aspekt ist der sogenannte Transpirationssog. Die Buche gibt über ihre Blätter nämlich auch Wasserdampf ab. Dieser entweicht aus den Spaltöffnungen auf der Blattunterseite. Das verdunstende Wasser führt in den Wasserleitungsbahnen (Xylem) zu einem Unterdruck, der dafür sorgt, dass Wasser aus dem Stamm angesaugt wird. Das liegt auch daran, dass die Leitbündel ein kleines Lumen haben, so dass eine Art Kapillarwirkung dafür sorgt, dass die Wassersäule nicht abreißt. Wie auch immer, der Wurzeldruck einerseits und der Transpirationssog andererseits sorgen gemeinschaftlich dafür, dass eine Buche bis zu 40 Meter hoch werden kann.
Die Buche liebt Feuchtigkeit; sie hält Trockenheit nicht lange aus.
Das Licht wiederum hat auch mehr als nur einen Einfluss auf die Fotosyntheserate.
Ein Einfluss des Faktors Licht ist zum Beispiel die Gestaltung der Blätter. In den Außenbereichen der Buchenlaubkrone befinden sich die sogenannten Sonnenblätter. Sie sind relativ klein, hellgrün und derbe. Sie sind der prallen Sonne ausgesetzt. Darum brauchen sie einen verstärkten Wasserverdunstungsschutz (sie sind derbe, weil die Epidermis und die Kutikula besonders ausgeprägt sind). Sie benötigen keine besondere Größe, weil sie ohnehin viel Sonne abbekommen und sind eher hellgrün, weil sie schon mit wenig Chlorophyll eine maximale Fotosyntheserate erreichen.
Die Blätter, die im Inneren der Krone wachsen, sind die sogenannten Schattenblätter. Sie haben eine relativ große Blattspreite, sind dunkelgrün (viel Chlorophyll!) und eher lappig als derbe-fest. Kein Wunder, denn sie bekommen deutlich weniger Licht ab, weshalb sie jedes "Fitzelchen" Licht nutzen können müssen. Und das gelingt besser, wenn das Blatt großflächig ist, viel Chlorophyll enthält und keinen besonderen Verdunstungsschutz besitzt.
Ein anderer Aspekt ist noch folgender: Werden die Tage im Herbst kürzer (und die Temperatur kleiner), dann werfen die Buchen ihre Blätter ab (nachdem sie das wertvolle Chlorophyll in den Stamm abtransportiert haben). Laubbäume werfen ihre Blätter einerseits ab, damit diese im Winter nicht erfrieren (was zu Gewebeschäden auch an Ästen und Zweigen führen könnte), aber andererseits auch deshalb, damit kein Wasserdampf mehr abgegeben wird (siehe Transpiration oben). Das hat seine Ursache darin, dass es im Winter zu Frostböden kommen kann. Dann ist das Wasser im Boden gefroren und kann nicht mehr so leicht über die Wurzel aufgenommen werden. Um dann nicht auch noch zusätzlich Wasser über die Blätter zu verlieren, ist es günstig, diese einfach abzuwerfen und im Frühling neu zu bilden.
Und damit wären wir auch schon beim Faktor Temperatur. Die Temperatur zeigt (zusammen mit dem Faktor Licht) also an, welche Jahreszeit gerade bevorsteht (oder herrscht). Dann stellt sich der Baum dementsprechend darauf ein. Im Sommer (viel Licht, hohe Temperaturen) ist seine Krone voll entwickelt und betreibt viiiel Fotosynthese. Im Herbst werden die Tage kürzer, die Temperaturen fallen. Der Baum wirft sein Laub ab. Im Winter ist es bedeckt-trübe. Fotosynthese wäre unter diesen Bedingungen ohnehin nur schlecht möglich. Im Frühling werden die Tage wieder länger, die Temperaturen steigen. Es wird Zeit, die Blätter wieder sprießen zu lassen...
Im Zusammenhang mit der Temperatur gibt es noch einen Aspekt. Man könnte nämlich noch die sogenannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel) anführen. Sie besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10 Kelvin (oder auch 10°C) dazu führt, dass Stoffwechselvorgänge doppelt bis dreimal so schnell ablaufen. Auch das hat natürlich einen Einfluss auf die Lebensvorgänge in einer Buche.
War das "naturwissenschaftlich" genug?
LG von der Waterkant
Licht: Wenns zu dunkel oder zu hell ist, geht sie kaputt.
Wasser: Wenns zu nass oder zu trocken ist, geht sie kaputt.
Temperatur: Wenns zu kalt oder zu heiß ist, geht sie kaputt.
Diese drei Elemente regen sie zum Wachstum an.
Ich bräuchte eine etwas wissenschaftlichere Antwort bzw ausführlicher ..