Sinkende Feuchtigkeitsabgabe der Pflanzen
Pflanzen geben weniger Wasser in die Luft ab, als dies vor 150 Jahren der Fall war. Zu diesem Ergebnis kam ein niederländisch-amerikanisches Forschungsteam, das herausfand, dass sich die Dichte der Spaltöffnungen in diesem Zeitraum um ungefähr ein Drittel verringert hat. Anhand einer Analyse von in Florida verbreiteten Arten kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass sich zahlreiche Pflanzen als Reaktion auf den zunehmenden Gehalt an Kohlendioxid (CO2) in der Luft zurückbildeten. Eine Verringerung der Wassermenge, die durch Vegetation in die Luft abgegeben werden kann, hat möglicherweise dauerhafte Auswirkungen auf den Süßwasserkreislauf und das Klima. Die meisten Pflanzen atmen durch Spaltöffnungen, winzige Poren an der Unterseite ihrer Blätter, durch die sie CO2 aufnehmen und Wasserdampf als Teil des Prozesses ausscheiden. Das aufgenommene CO2 wird in Zucker verwandelt, den die Pflanze für ihren Energiebedarf nutzt oder in den Zellwänden einlagert. Die abgegebene Feuchtigkeit dient der Pflanze zur Kühlung und Bewässerung der Wurzeln. Diese als Transpiration bezeichnete Wasserverdunstung der Pflanzen ist außerdem für die Gesamtmenge der in der Luft und im Boden vorhandenen Feuchtigkeit verantwortlich. Die Pflanzen öffnen und schließen ihre Spaltöffnungen, um diesen Gasaustausch zu regulieren, und langlebige Arten passen sich weiter an, indem sie sich durch die Veränderung der Anzahl bzw. Größe ihrer Spaltöffnungen beim Wachstum an die neuen Gegebenheiten anpassen. Ausgelöst wird dieser Vorgang unter anderem durch Veränderungen des CO2-Gehalts. Angesichts des stetig steigenden CO2-Gehalts scheint Floridas anpassungsfähige Flora ihre Poren immer mehr zu verschließen. Wissenschaftler der Universität Utrecht (Niederlande) und der Universität Indiana (USA) verglichen bei einer Reihe von lebenden Pflanzen die Dichte der Spaltöffnungen mit Informationen aus Herbarien und Torfbildungen. Dabei wurde festgestellt, dass die aktuellen Arten eine um 34% geringere Dichte gegenüber den Arten vor 150 Jahren aufwiesen. "Der Anstieg des Kohlendioxidgehalts um ungefähr 100 ppm wirkte sich in erheblicher Weise auf die Anzahl und in geringerem Ausmaß auf die Größe der Spaltöffnungen aus", erläutert David Dilcher vom Fachbereich Biologie des Bloomington Campus der Universität Indiana (USA). Angesichts der zurückgehenden maximalen CO2-Aufnahmekapazität verringert sich auch die Fähigkeit zur Wasserverdunstung. "Unsere Analyse dieser Strukturveränderung zeigt, dass erheblich weniger Wasser in die Atmosphäre abgegeben wird", erläutert Dr. Dilcher. "Der Kohlenstoffkreislauf ist wichtig, der Wasserkreislauf aber auch", erklärt er. "Falls die Transpiration abnimmt, befindet sich zwar möglicherweise zunächst mehr Feuchtigkeit im Boden, aber bei geringerer Niederschlagsmenge geht letztendlich auch der Feuchtigkeitsgehalt im Boden zurück. Dies ist Teil des hydrogeologischen Kreislaufs, bei dem Landpflanzen von entscheidender Bedeutung sind." Dr. Dilcher ist Mitverfasser von zwei Artikeln in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), in denen die Erkenntnisse der Wissenschaftler ausgeführt werden. Er erläutert: "Unsere erste Abhandlung zeigt den Zusammenhang zwischen Temperatur, Transpiration und Dichte der Spaltöffnungen. In der zweiten geht es wirklich darum, durch unser Wissen die Lehren für die Zukunft zu ziehen." Tatsächlich könnten sich dadurch langfristig erhebliche Auswirkungen für die Umwelt ergeben. Den Verfassern des zweiten Artikels zufolge "verändert die Anpassung der Pflanzen an den steigenden CO2-Gehalt derzeit den Wasserkreislauf und das Klima, und dies wird sich auch während des gesamten Jahrhunderts fortsetzen." Die Prognosen des Forschungsteams, die auf die subtropische Vegetation in Florida abstellen, legen nahe, dass sich die in die Luft durch Transpiration abgegebene Wassermenge halbieren könnte, falls sich der CO2-Gehalt von derzeit 390 ppm auf 800 ppm verdoppeln sollte.Weitere Informationen finden Sie unter: Indiana University, Bloomington: http://www.iub.edu Universität Utrecht: http://www.uu.nl/EN/Pages/default.aspx PNAS: http://www.pnas.org/
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Niederlande, Vereinigte Staaten