Bäume richten ihre Stämme mit Holz auf, das zieht wie ein Muskel
Ein gebogener Baum kann sich selbst wieder gerade wachsen, indem er auf einer Seite seines Stammes Zugholz bildet und dann auf der anderen.
Bäume wissen, in welcher Form sie sich befinden, und sie können etwas dagegen tun. Ein junger Baum, dessen Stamm gebogen wurde, kann sich selbst wieder gerade wachsen – mithilfe einer besonderen Holzart, die zieht wie ein Muskel. Forschende wussten bereits, dass Pflanzen ihre eigene Haltung wahrnehmen können. Was sie nicht wussten: Wie aus diesem Sinn eine Bewegung wird. Ein neues Experiment mit jungen Pappeln zeigt nun den Trick: Der Baum bildet Zugholz auf einer Seite seines Stammes, dann dasselbe Zugholz auf der anderen Seite, und die beiden Kräfte richten ihn wieder auf.
Ein Baum auf einer langsam rotierenden Plattform
Um diesen Sinn isoliert zu untersuchen, mussten die Forschenden die anderen Signale ausschalten, mit denen eine Pflanze bestimmt, wo oben ist. Pflanzen reagieren normalerweise auf die Schwerkraft und die Richtung des Lichts. Also bauten die Forschenden einen ungewöhnlichen Versuchsaufbau: junge Bäume auf einer horizontalen Plattform, die sich um ihre Achse drehte, in einer Kugel, die aus allen Richtungen gleichmäßig beleuchtet war. Durch die Drehung gab die Schwerkraft den Bäumen nie ein stabiles Gefühl für unten, und das gleichmäßige Licht bedeutete, dass es keine hellere Seite gab, zu der sie sich neigen konnten.
Die Bäume begannen das Experiment in horizontaler Lage. Während sie wuchsen, krümmten sich ihre Stämme nach oben und hoben ihre Spitzen wieder in Richtung Senkrechte. Nach etwa zehn Tagen, als die Krümmung deutlich war, wurden die Bäume in die rotierende Kugel gebracht. In den folgenden Wochen richteten sich die Stämme langsam auf, bis sie fast wieder gerade waren.
Das Holz, das in beide Richtungen zieht
Das Aufrichten beruht auf Zugholz. Normales Holz dient vor allem als Stütze. Zugholz kann mehr: Während es sich entwickelt, erzeugt es eine Zugkraft. Wenn es entlang der Oberseite eines Stammes entsteht, wirkt es wie ein sich zusammenziehender Muskel und zieht den Stamm nach oben.
Als das Team das während des Aufrichtens gebildete Holz untersuchte, stellte es eine Veränderung fest. Das ursprüngliche Zugholz auf der Oberseite stellte seine Entwicklung ein, sobald die Bäume in den Apparat kamen. Gleichzeitig begann sich identisches Zugholz auf der gegenüberliegenden Seite zu bilden, das in die andere Richtung zog. Da die beiden Kräfte gegeneinander arbeiteten, wurde der gekrümmte Stamm wieder gerade. Der eigene Sinn des Baumes für seine Form scheint zu bestimmen, wo dieses Holz abgelagert wird.
Das war eine Überraschung. Bisher nahm man an, dass Zugholz nur auf der Oberseite eines Stammes entsteht – etwas, das man am Fuß von Bäumen an Berghängen sehen kann, wo sich die Stämme krümmen, um aufrecht zu bleiben. Die neue Arbeit zeigt, dass es auf gegenüberliegenden Seiten auftreten und in verschiedene Richtungen ziehen kann, ähnlich wie die gegensätzlichen Muskelgruppen, mit denen Tiere eine Haltung halten. Wissenschaftler nennen diesen Sinn für die Körperposition Propriozeption, und 2012 zeigten Forschende, die mit INRAE arbeiteten, dass auch Pflanzen darüber verfügen.
Geradere Bäume, stabilere Nutzpflanzen
Die eigene Form korrigieren zu können, ist vor allem dann wichtig, wenn etwas einen umwirft. Stürme und Erdrutsche verbiegen und verschieben Bäume, und die Fähigkeit, eine nützliche Haltung wiederzuerlangen, hilft ihnen zu überleben. Diese Fähigkeit könnte wichtiger werden, da der Klimawandel die Wälder häufiger extremen Bedingungen aussetzt.
Die Entdeckung deutet auch auf praktische Anwendungen hin. Wenn Forschende Pflanzen mit einem besonders guten Gespür für ihre eigene Form identifizieren können, könnten sie Sorten auswählen, die gerader wachsen, ihre Haltung besser halten und Holz höherer Qualität produzieren. In der Landwirtschaft könnte dasselbe Wissen helfen, Getreidearten zu entwickeln, die seltener umfallen.