Pflanzen nehmen CO2 auf und verwandeln mit Hilfe der Photosynthese den darin enthaltenen Kohlenstoff in Zucker (Kohlenhydrate), welche ihnen als Energiequelle dienen. Dieser Prozess findet in den Blättern, genauer gesagt in den Chloroplasten, die den grünen Frabstoff Chlorophyll enthalten, statt.

Bei Trockenheit drosseln Pflanzen jedoch die Photosynthese und die CO2-Aufnahme, verbrauchen aber weiterhin Kohlenhydrate und «atmen» dabei Kohlendioxid aus. Wälder können so von CO2-Senken zu -Quellen werden.

Wissenschaftler der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL berichten nun mit Kollegen im Fachblatt «Nature Plants», dass dieses Drosseln der Kohlendioxid-Aufnahme keineswegs von den Blättern gesteuert wird. Bisher ging man nämlich davon aus, dass sich die Spaltöffnungen der Blätter schliessen, um den Wasserverlust zu minimieren, und dadurch auch weniger CO2 aufgenommen wird.

Unterirdische Kontrolleinheit
Das internationale Forscherteam um Matthias Arend und Arthur Gessler von der WSL konnte nachweisen, dass die Wurzeln eine wichtige Steuerfunktion übernehmen. «Damit verändern wir das Verständnis eines grundlegenden biologischen Prozesses», liess sich Arend in einer Mitteilung der Forschungsanstalt zitieren.

Das Team, an dem auch Forscher aus Deutschland, Kroatien und China beteiligt waren, führte einen ungewöhnlichen Langzeitversuch durch: Sie liessen junge Bäume jahrelang in Glaskammern wachsen, die nach oben offen waren. Die Bäume wurden künstlich Trockenheit und anschliessend wieder Nässe ausgesetzt. Dabei massen die Forscher genau, wie die Pflanzen auf die Dürre reagierten.

Als erstes drosselten die Wurzeln ihren Verbrauch an Kohlehydraten, so dass sich ein Überschuss an Zucker in der ganzen Pflanze anstaute. Als Konsequenz auf diesen Überschuss wurde die Photosynthese in den Blättern heruntergefahren, wie die Forscher berichten.

Bäume «erinnern» sich
Ein weiteres Ergebnis erstaunte die Forscher: Die Bäume schienen sich an die Trockenheit zu «erinnern» und danach deutlich mehr CO2 aufzunehmen als Kontrollpflanzen, die keine Dürre überstehen mussten. «Die Pflanzen 'fressen' sich nach einer Hungerphase sozusagen wieder voll», erklärte Gessler gemäss der Mitteilung.

Das deute darauf hin, dass Bäume einen inneren Puffermechanismus besitzen, um die Folgen einer Trockenheit zu überstehen, schrieb die WSL weiter. Solche physiologischen Prozesse sollten künftig berücksichtigt werden, um die Rolle von Wäldern als CO2-Senken oder -Quellen im Zuge des Klimawandels besser abzuschätzen.