Blätter, Photosynthese und (Regen-)Wälder

Tropische Regenwälder sind die artenreichsten Ökosysteme der Erde und zugleich wichtig für das globale Klima. Während sie in vielen Ländern nach wie vor der Motorsäge zum Opfer fallen, werden in einem Wiederbewaldungsprojekt in Costa Rica tausende von einheimischen Bäumen gepflanzt. Der entstehende Wald soll einen Korridor zwischen größeren Regenwaldflächen schaffen und damit Pflanzen und Tieren die Ausbreitung ermöglichen. Zusätzlich bindet ein nachwachsender Wald Kohlendioxid aus der Luft und wirkt damit dem Klimawandel entgegen.

Aber können wir überhaupt einen echten Regenwald nachpflanzen? Welche Baumarten sollen ausgewählt werden, welche Funktionen hat jeder Baum, und welche Funktionen und Nutzen hat ein Wald überhaupt?

Im Rahmen des Projektes "Ein neuer Regenwald entsteht" werden Schüler/innen bei der Wiederbewaldung vor Ort helfen und Wachstum, Gesundheit und Überleben der gepflanzten Bäume verfolgen. Auf einem einzigen Hektar Regenwald können über hundert verschiedene Baumarten wachsen, und so viele werden auch gepflanzt, um einen artenreichen naturnahen Wald zu erhalten. Von den meisten Bäumen wissen wir aber nur sehr wenig. Die Forschung im Projekt „Ein neuer Regenwald“ soll daher dokumentieren, wie schnell Bäume verschiedener Arten wachsen und wovon dies abhängt. Erkenntnisse, die helfen werden, bei weiteren Pflanzungen die Pflege und Auswahl der Bäume zu verbessern.

Nachwachsende Wälder binden CO2 aus der Atmosphäre, wobei die Blätter für die Aufnahme über die Photosynthese zuständig sind. Bäume haben sehr unterschiedliche Blätter, die an die jeweiligen Standorte und die Strategie eines Baumes im Wald angepasst sind. Demnach sagen Blätter einiges über die Ökologie der Bäume aus, und wir versuchen im Rahmen des Projektes auch die funktionellen Eigenschaften von Blättern zu charakterisieren und die Funktion der verschiedenen Baumarten besser zu verstehen und deren Auswahl für die Wiederbewaldung zu verbessern.

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• Die Photosynthese ist einer der wichtigsten Prozesse auf der Erde und die Grundlage fast allen Lebens. Zudem nehmen die Pflanzen durch die Photosynthese CO2 aus der Atmosphäre auf, und reduzieren damit etwa den vom Menschen verursachten Anstieg des Treibhausgases und wirken damit dem Klimawandel entgegen. Neben dem Kohlenstoffkreislauf spielen sie durch die Verdunstung auch eine wichtige Rolle im Wasserkreislauf der Erde, wobei Kohlendioxid wie Wasser als Gase durch die kleinen Spaltöffnungen im Blatt mit der Atmosphäre ausgetauscht werden.
• Obwohl sie im Grunde alle die gleiche Funktion erfüllen, sind die Blätter der Pflanzen unglaublich verschieden. Wie kein anderes Organ der Pflanzen spiegeln sie die Umwelt, in der eine Pflanze wächst, wider und sind in ihrer äußeren Form und inneren Struktur an die Umgebung angepasst. Wichtige Rollen spielen das Klima (Licht, Wasser), aber Blätter sind auch nahrhaft und müssen sich daher gegen Fraßfeinde verteidigen können. Verschiedener Arten verfolgen unterschiedliche Strategien und optimieren ihre Blätter beispielsweise für schnelles Wachstum (hohe Photosynthese), hohe Resistenz gegen Stress oder gute Verteidigung gegen Tiere. Im Rahmen einer VWA können Blätter verschiedener Pflanzen verglichen und deren Anpassungen und ökologische Funktion herausgearbeitet werden. Einige wichtige Größen (Blattgröße und –form, Blattdicke, Gewicht, Zahl der Spaltöffnungen) können mit einfachen Mitteln gemessen werde, steht in Mikroskop (und evtl. auch ein Mikrotom) zur Verfügung, kann auch die innere Blattstruktur analysiert werden. Möglich wäre etwa ein Vergleich verschiedener Kulturpflanzen, oder Pflanzen in einer Wiese oder einem Wald.

• Lüttge/Kluge „Botanik“ Wiley, Kapitel 19
• Lüttge/Kluge/Thiel „Botanik“ Wiley, Kapitel 27
• Eschrich/Kuyken „Funktionelle Pflanzenanatomie“ Springer