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Ökologie: Auf Kommando: Blüht, blüht!

Der Amazonasregenwald: ein scheinbar endloser grüner Teppich, nur von Zeit zu Zeit unterbrochen durch einen einzelnen bunten Tupfer. Dort steht ein blühender Baum wie eine Insel im satten Grün - Anziehungspunkt für Insekten und Vögel. Wer oder was gibt ihm aber das Signal dazu?
Regenwald
In Mitteleuropa ist alles ganz einfach: Blumen und Bäume beginnen zu blühen, sobald der Frühling kommt und die Tage länger und wärmer werden. Die Pflanzen folgen dabei durchaus den regionalen Klimaentwicklungen, weshalb am Bodensee die Obstbaumblüte früher beginnt als im Alten Land bei Hamburg. Dennoch treiben jeweils dort die Individuen einer Art alle weit gehend zur selben Zeit ihre Blüten aus.

Dies hat einen ganz praktischen wie einfachen Hintergrund: Wenn etwa alle Kirschbäume sich parallel in einen Blütenteppich hüllen, erhöht das die Chancen des Einzelnen auf genetischen Austausch durch Bestäubung, der Fortpflanzungserfolg wird größer und der Bestand in seinem Erbgut variabler und widerständiger.

Wie aber ist es in den Tropen am Äquator? Dort herrschen doch tagein, tagaus ziemlich gleiche Bedingungen: In den immerfeuchten Regionen regnet es das ganze Jahr über meist nachmittags, die Tage sind überwiegend gleich lang, und die Temperaturen schwanken im Tagesverlauf viel stärker als im Jahresgang. Jahreszeiten wie in unseren Breiten kennen die so genannten Inneren Tropen nicht.

Dazu kommt noch die Verteilung der Bäume: In unseren monotonen Buchenwäldern stehen viele Buchen auf einem Hektar, aber wenig andere Arten. Bestäuber wie Bienen oder Schmetterlinge müssen nur kurze Wege zurücklegen. Die ungeheuere Diversität der Regenwälder führt jedoch zum Gegenteil: Auf einem Hektar peruanischen Primärwaldes können viele hundert Baumarten wachsen – diese allerdings meist nur mit wenigen Vertretern.

Blüte eines Regenwaldbaums | Im Gegensatz zur Blüte von Miconia poeppigii fallen die wenigsten Bäume des Amazonas-Regenwaldes durch spektakuläre Infloreszenzen auf. Zumeist haben die Arten nur winzig kleine Blüten. Eine Ausnahme bilden im Kronenbereich die Lianen. Im Inneren des Waldes können allerdings auch größere Blüten auftreten. Der Beginn der Baumblüte verläuft bei den einzelnen Arten dennoch synchron, um damit Bestäubung und Vermehrung zu gewährleisten. Ausgelöst wird dieses Phänomen durch ein so genanntes fotoperiodisches Signal – in diesem Fall durch den jeweils frühesten oder spätesten Sonnenaufgang während der Äquinoktien und Solstitien.
Blütenbesucher wie Kolibris, Fledermäuse oder Schwärmer sind gezwungen, größere Strecken zu überwinden, wollen sie einen Baum der selben Art finden. Um überhaupt eine Aussicht auf Pollenaustausch zu haben, müssen somit auch in den Feuchtwäldern am Äquator die Feigenbäume und Mahagonis synchron aufblühen – und das aber möglichst unterschiedlich zu anderen Arten.

Was aber löst diesen Blühmechanismus aus, wenn doch echte Jahreszeiten fehlen und etwaige Duftsignale in der Dichte und Fülle des Waldes verloren gehen? Ein Team um Rolf Borchert von der Universität von Kansas hat darauf nun eine mögliche Antwort gefunden: das so genannte fotoperiodische Signal.

Dazu muss man wissen, dass selbst am Äquator die Zeiten des Sonnenauf- und des Sonnenuntergangs im Jahresverlauf schwanken – minimal, doch konstant über die Jahre. Zwischen den frühesten und den spätesten Zeitpunkten liegen allenfalls dreißig Minuten. Maxima und Minima treten jeweils zweimal jährlich auf: an den Äquinoktien, wenn die Sonne senkrecht über dem Äquator steht und Tag- und Nachtgleiche herrscht, sowie an den Solstitien, wenn sich unser Zentralgestirn direkt über den Wendekreisen befindet.

Die Forscher konnten nun beobachten, dass über verschieden lange Beobachtungszeiträume viele Baumarten immer zur ungefähr gleichen Zeit synchron ihre Blüten ausbildeten, während sie zuvor nur grünten. Und dieser Zeitpunkt tritt je nach Art meist ein bis zwei Monate nach dem Frühjahrs- oder dem Herbst-Äquinoktium ein. Die zeitliche Verschiebung des Sonnenaufgangs bildet anscheinend ein Lichtsignal, das die Entstehung von Blüten anregt.

Dabei lassen sich nach Aussagen der Wissenschaftler "Langtag-Pflanzen" erkennen, die nach der Tag- und Nachtgleiche des Frühlings aufblühen. "Kurztag-Pflanzen" dagegen erhalten erst im Herbst den Startschuss zur Fortpflanzung.

Wie die Pflanzen diese relativ geringen zeitlichen Veränderungen von Sonnenaufgang oder -untergang genau erkennen, liegt jedoch noch im Dunkeln. Aber Borchert und seine Kollegen vermuten eine Art "innere Uhr" der Pflanzen: Über unterschiedliche Pigmentsysteme in ihren Blättern nehmen sie die sich stark verändernden Lichtintensitäten am Morgen und Abend wahr und passen dann daran ihre Fotosynthese an. Diese Pigmentsysteme könnten ebenfalls die Ausbildung der Blüten steuern.

Warum blühen dennoch nicht alle Bäume des Regenwaldes zur jeweils gleichen Zeit im Frühling oder Herbst? Auch darauf geben die Wissenschaftler eine Antwort. Der exakte Blühzeitpunkt hängt nämlich ebenso von der Entwicklungszeit der Blüten ab: Manche Arten wie die untersuchte Miconia treiben diese schon bald nach dem Signal aus, indem sie "schlafende" Knospen aktivieren. Andere dagegen müssen erst langwierig spezielle Sprosse ausbilden, die schließlich den Blütenstand tragen. Und einige Bäume blühen nicht jedes Jahr. Mal ganz abgesehen von sonstigem Unbill wie Moskitoschwärmen oder Blutegeln: So etwas wie Kirschblütenfeste in Deutschland wären in den Tropen also nur schwerlich möglich.

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