Messungen an Buchen. © HMGU
Bäume steuern während einer Trockenphase ihre Photosyntheseaktivität hauptsächlich über ihre Wurzeln. Bisher ging man davon aus, dass Pflanzen ihre CO2 – Aufnahme über die Spaltöffnungen ihrer Blättern regulieren. Durch die Untersuchung von Stoffflüssen mit Hilfe von stabilen Isotopen haben Forscher diese Vorstellung nun korrigiert.
Sind Pflanzen extremer Trockenheit ausgesetzt, so reagieren sie mit einer Drosselung ihrer Stoffwechselvorgänge und damit einer verminderten CO2-Aufnahme. Wie ein internationales Forscherteam nun fest stellte, führt die reduzierte Stoffwechselaktivität zu einem Zuckerstau in der Pflanze, da bei Trockenheit weniger Zucker verbraucht wird. Daraufhin fährt die Pflanze ihre Photosynthese herab. Anders als bisher gedacht, spielt die Wurzel der Pflanze bei der Anpassung des Kohlenstoffhaushalt eine zentrale Rolle.
Darüber hinaus entdeckten die Forscher bei den von ihnen untersuchten Pflanzen eine Art “ökologisches Gedächtnis„ an die vorhergehende Trockenperiode. Denn sobald wieder genug Bodenfeuchtigkeit vorhanden war, nahmen sie deutlich mehr CO2 auf, als unter normalen Bedingungen. So füllen die Pflanzen nach einer „Hungerphase“ ihre Kohlenstoffreserven wieder auf. Auch dieser Prozesses wurde von den Wurzeln aus gesteuert, weil diese nach der Trockenheit einen gesteigerten Bedarf an Kohlenhydraten haben. Demnach scheint bei der Erholung nach einer Trockenphase die Wiederherstellung der Wurzelfunktionen höchste Priorität zu haben.
Helmholtz Zentrum München, 4. August 2016
Originalpublikation:
Hagedorn F. et al. (2016): Recovery of trees from drought depends on belowground sink control. Nature Plants 2, doi: 10.1038/nplants.2016.111.