Herbst

Warum werden im Herbst die Blätter bunt?

Spitzahorn-Blatt im Herbst © Marcel Gluschak
Das leuchtend gelbe Blatt eines Spitzahorns © Marcel Gluschak

Winterschlaf gibt es nicht nur im Tierreich. Auch die Bäume verfallen in der kältesten Jahreszeit in einen tiefen Ruhemodus. Doch bevor sie die Photosynthese einstellen, präsentieren sich viele Gehölze noch einmal von ihrer besonders schönen Seite. Im Herbst leuchten ihre Blätter in den herrlichsten Gelb- und Rottönen. Warum betreiben Bäume und Sträucher diesen Aufwand, kurz bevor sie ihr Laub abwerfen? Und warum behalten Laubbäume ihre Blätter nicht einfach das ganze Jahr hindurch?

Baumwipfel in herbstlichen Farben © Marcel Gluschak
Der Herbst schenkt uns prächtige Farben, so als wolle er das Leben feiern. © Marcel Gluschak

Wenn unsere sommergrünen Laubgehölze im Herbst ihre Blätter abwerfen, retten sie damit ihr Überleben. Sie richten sich so auf den winterlichen Wassermangel ein. Denn solange ein Blatt für seinen Baum Photosynthese betreibt, verdunstet es ständig einen großen Teil des durch die Wurzeln aufgesogenen Wassers. Eine hundertjährige Rotbuche zum Beispiel pumpt auf diese Weise jeden Tag 400 Liter aus dem Boden.

Wenn nun im Winter der Boden gefriert, kann dieser Kreislauf durch die feinen Transportwege im Holz nicht mehr laufen. Hätte der Baum jetzt noch Blätter, würden diese weiterhin Wasser verdunsten. Der Baum müsste verdursten. Zudem würde gefrierendes Wasser in seinem Stamm die hölzernen Leitungen bersten lassen. Den Bäumen in unseren Breiten bleibt also gar nichts anderes übrig, als rechtzeitig im Herbst alle Blätter abzustoßen – und sie im Frühjahr wieder neu wachsen zu lassen.

Das Geheimnis hinter den bunten Blättern

Es ist das Schicksal eines Baumes: Dort, wo er wurzelt, bleibt er bis zum Lebensende. Er kann nicht, wie etwa die Zugvögel, im Herbst losziehen und sich neue Nahrungsquellen suchen. Strenges Haushalten ist also unabdingbar. Entsprechend lebenswichtig ist es für einen Baum, den mühsam aufgebauten Zucker in sein Gewebe und seine Wurzeln einzulagern. Die wertvollen Stoffe, die in seinen Blättern liegen, will er nicht einfach dem Wind überlassen. Er sichert sie sich lieber für später.

Blatt einer Ulme © Marcel Gluschak
Die schönen Blätter der Ulme sind leicht an ihrer asymmetrischen Form zu erkennen. © Marcel Gluschak

Vor allem das Grün, das Chlorophyll, zerlegt der Baum im Herbst in seine Bestandteile und bunkert es hinter seiner Rinde. So kann er es im nächsten Frühjahr wieder in das neue Laub einbringen. Sobald das Chlorophyll aus den Blättern gezogen ist, werden andere Farben sichtbar. Karotinoide (gelb, orange, rot) und Xanthophylle (gelb) verursachen die beeindruckende herbstliche Laubfärbung. Diese Farbstoffe stecken von Anfang an in den Blättern, werden aber vom Chlorophyll zunächst verdeckt.

Anders als die gelben und braunen Farbtöne geht die kräftig rote Laubfärbung auf Pflanzenfarbstoffe zurück, die der Baum in dieser Übergangsphase neu bildet. Es sind Anthocyane, die auch für die Rotfärbung reifender Früchte verantwortlich sind. Sie entstehen als Nebenprodukt der sehr hohen Stoffwechselaktivität, die Bäume in dieser Zeit leisten. Bevor die winterliche Stille einkehrt, sind Bäume nochmals hochaktiv und verlagern wichtige Elemente wie Phosphor, Eisen, Kalium und Stickstoff in ihre Stamm-, Ast- und Wurzelbereiche. All diese Vorgänge lassen die grünen Baumkronen kunterbunt werden.

Chlorophyll – das grüne Blut

Es ist durchaus nachvollziehbar, weshalb die Gehölze ihr Grün einschließen. Dieser Farbstoff ist ihr wertvollster Schatz. Mithilfe des Chlorophylls kann eine Pflanze unter Einsatz von Sonnenlicht aus Kohlendioxid und Wasser Zucker herstellen. Diesen Zucker lagert sie ein, um daraus zu einem späteren Zeitpunkt Lipide, Stärke, Proteine oder Nukleinsäuren herstellen zu können. Ohne Zucker kein Wachstum, keine Fortpflanzung, kein Leben. Wir wiederum verdanken dem alltäglichen Naturwunder der Photosynthese den für uns lebenswichtigen Sauerstoff. Und als phänomenale Zusatzleistung reinigt jedes einzelne Blatt die Luft und kühlt das Klima.

Feldahorn im Herbst © Marcel Gluschak
Der Feldahorn zeigt eine meist gelbe Herbstfärbung und wird bis zu 150 Jahre alt. © Marcel Gluschak

Chlorophyll besteht aus Kohelstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff – ohne diese Stoffe wäre das Leben auf der Erde nicht möglich – sowie Magnesium. Dieses Metall ist verantwortlich dafür, das Blätter und Nadeln grün erscheinen. Die Moleküle absorbieren die roten und blauen Bestandteile des Sonnenlichts, nicht aber die grünen. Wenn Licht von einer Pflanze reflektiert wird, dann ist das, was wir sehen, das nicht absorbierte grüne Licht. Das Grün unserer Wälder haben wir also dem Magnesium zu verdanken.

Der Zusammenhang zwischen unserer Atmung und der pflanzlichen Photosynthese wird umso erstaunlicher, wenn man sich die hierfür zuständigen Proteinkomplexe anschaut. Chlorophyll hat eine sehr ähnliche molekulare Struktur wie Hämoglobin – der rote Blutfarbstoff, der den Sauerstoff in unserem Blutkreislauf transportiert. Beim Hämoglobinmolekül sitzt ein Eisenatom im Zentrum, beim Chlorophyll ein Magnesiumatom. So wie das Chlorophyll grün ist, weil Magnesium das ganze Lichtspektrum außer Grün absorbiert, ist Blut rot, weil Eisen alles außer Rot absorbiert. Man könnte sagen: Chlorophyll ist grünes Blut. Seine Bestimmung ist es, Licht zu binden, während es die Bestimmung des Blutes ist, Sauerstoff zu binden.

Rotbuche im Herbst © Marcel Gluschak
Eine alte Rotbuche erzeugt mit ihren Blättern täglich Sauerstoff für mindestens zehn Menschen. © Marcel Gluschak

Um die Verbindung zu einem Blatt zu kappen, bilden die meisten Bäume zwischen Zweig und Blattstiel ein Trenngewebe, das verkorkt. Dann reicht schon ein kleiner Windstoß, und das Blatt löst sich. Buchen und Eichen können sich offenbar nicht so leicht von ihrem Laub trennen. Sie tragen oft bis ins Frühjahr hinein braune, vertrocknete Blätter im Geäst. Statt eines Trenngewebes lassen sie Zellen wachsen, die ihre Wasserbahnen verstopfen. Angesichts der gigantischen Anzahl an Blättern ist dies ein erheblicher Kraftakt. Bis zu 800.000 Blätter trägt eine alte, ausgewachsene Rotbuche. Rund 28 Kilogramm Laub kommen dabei zusammen.

Herbstlich verfärbte Bergahorn-Blätter © Marcel Gluschak
Der Bergahorn kann bis zu 500 Jahre alt werden. Seine Blätter färben sich im Herbst intensiv goldgelb, in großen Höhenlagen auch rötlich. © Marcel Gluschak

Auch immergrüne Pflanzen wie die meisten Nadelbäume werfen ihre Blätter ab. Allerdings verlieren sie nicht gebündelt alle Nadeln im Herbst, sondern tauschen hier und da einzelne aus. Die Nadeln einer Kiefer bleiben etwa fünf Jahre am Zweig, die einer Fichte bis zu sieben Jahre und die Nadeln einer Tanne sogar bis zu elf Jahre. Doch wie gehen Koniferen dann im Winter mit Frost und Wassermangel um? Ihre Taktik ist es, bei Kälte die Verdunstung jeder einzelnen Nadel herunterzufahren. Damit im Winter kein Wasser verdunstet, überziehen sie die Oberfläche ihrer Nadeln mit einer dicken Wachsschicht. Zudem sind die Atemöffnungen tief in der Oberfläche versenkt, was größere Wasserverluste verhindert. Eine Ausnahme bildet die Lärche. Sie folgt der Taktik der Laubbäume und färbt im Herbst ihre Nadeln gelb, um sie schließlich zu Boden fallen zu lassen.

Im Herbst und Winter wären Blätter für den Baum lebensgefährlich

Nadelbäume sind mit ihrer Gestalt viel besser an eine winterliche Witterung sangepasst. Da ihre Krone schmal und kegelförmig ist, können Wind und Schneelast weniger Schaden anrichten. Für einen Laubbaum sieht das ganz anders aus. Er will mit seiner ausladenden Krone viel Sonnenlicht einfangen und sich möglichst viel Regenwasser zuleiten. Seine Blätter können eine Fläche von 1000 m² zusammenbringen. Die Stürme der kalten Jahreshälfte würden an einer solchen Krone wie an einem Segel zerren. Da kann auf den Stamm schnell eine Gewalt von umgerechnet bis zu 200 Tonnen Gewicht lasten. Auf belaubten Zweigen würde sich auch viel mehr Schnee ansammeln und die Äste abbrechen lassen. Auch deswegen war es eine gute Idee der Laubgehölze, die Fähigkeit zum Blattabwurf zu entwickeln, als sie vor etwa 100 Millionen Jahren unseren Planeten bevölkerten.

Eichenblätter im Herbst © Marcel Gluschak
Die Stieleiche ist ein Baum der Hartholzaue und kann 800 Jahre alt werden, einzelne Exemplare erreichen sogar ein Alter von 1000 Jahren. Das bedeutet: Bis zu tausendmal das Laub abwerfen und wieder neu austreiben lassen! © Marcel Gluschak

Oft ist zu sehen, dass junge Bäumchen ihr Laub noch tragen, während alte Artgenossen es schon abgeworfen haben. Die Jungen wollen offensichtlich jeden zusätzlichen Tag Sonnenlicht nutzen, um für das eigene Wachstum vorzusorgen. Und die alten Bäume helfen ihnen dabei. Während ihre kahlen Zweige mehr Sonnenlicht für die jungen Bäume durchlassen, wirkt ihr Laub auf dem Boden wie eine wärmende Kompostschicht. Die jungen Bäume haben somit ein milderes Bodenklima und mehr Licht. Diesen Vorteil nutzen sie ebenso im Frühjahr, wenn sie als erste austreiben. So erhält der Nachwuchs etwa einen Monat zusätzliche Wuchszeit – das lohnt sich, wenn man hoch hinaus will.

Im Herbst entscheiden die Bäume bewusst, wann sie ihre Blätter fallen lassen

Nicht alle Bäume lassen ihr Laub bunt werden, bevor sie es abwerfen. Erlen, Eschen und Holunder lassen im Herbst ihre Blätter sattgrün zu Boden sinken. Da sie bevorzugt auf nährstoffreichen Böden wachsen, können sich sich den Luxus leisten, ihr Chlorophyll jedes Jahr neu zu produzieren. Pilze und Bakterien zerlegen für sie die Ausgangstoffe. Die Bäume müssen sie nur noch über ihre Wurzeln aufnehmen. Eichen wiederum sind besonders sparsam. Sie ziehen nicht nur das Chlorophyll ein, sondern auch alle Karotinoide und Anthocyane, so dass auch alle gelben und roten Farben hinter der Rinde verschwinden. Übrig bleibt nur noch braunes Laub.

Doch wie können Bäume überhaupt erkennen, dass es Frühling oder Herbst ist? Erst wenn eine bestimmte Anzahl warmer Tage erreicht ist, aktivieren Obstbäume ihre Knospen. Bäume können offenbar zählen. Auch die Tageslänge hat einen Einfluss auf das Abwerfen und Neuaustreiben des Laubs. Buchen lassen erst dann ihr Blattwerk sprießen, wenn es täglich mindestens 13 Stunden hell ist. Ein ganz eigener Sinn für Umweltveränderungen, der nach neuesten wissenschaftlichen Beobachtungen wohl in den Knospen und in der Rinde verortet sein muss, befähigt die Bäume dazu.

Doch damit ist es ja noch nicht getan. Um veränderte Temperaturen und Sonnenstunden auch richtig einordnen zu können, muss ein Baum eine Art Gedächtnis haben. Die Veränderung des Laubs unterliegt keinem genetisch vorprogrammierten Rhythmus, sondern ist ein bewusster Akt. Deshalb passen sich auch unsere heimischen Bäume wie Eiche oder Buche dem gegenteiligen Rhythmus an, wenn sie nach Neuseeland gebracht und dort eingepflanzt werden.

Tote Blätter: Quelle für neues Leben

Wenn verrottendes Laub auf dem Boden liegt, ist es immer noch von großem Nutzen. Die braunen Blätter sind ein gefundenes Fressen für Tausendfüßer, Asseln, Springschwänze, Milben, Ohrwürmer und viele mehr. Regenwürmer schleppen die Reste in die Tiefe und vertilgen sie. Ihre Ausscheidungen wiederum zersetzen Pilze und Bakterien im Erdreich zu Humus. Am Ende entsteht somit neuer Erdboden, auf dem neue Bäume wachsen können. Und auch diese Bäume werden im Herbst wieder ihr buntes Laub fallen lassen.

Im Garten sollten wir daher Laub unbedingt liegen lassen. Auf übereifrigen Ordnungssinn und lärmende Laubbläser sollten wir tunlichst verzichten. Blätter sind nicht nur ein hervorragender natürlicher Dünger für den Boden. Die Laubschicht dient auch als Versteck und Überwinterungsquartier für zahlreiche Kleintiere. Hierzu gehören Nützlinge wie die Marienkäfer, die sich von den ungeliebten Blattläusen ernähren. Herbstlaub ist also nicht nur schön anzuschauen, sondern auch von unersetzbarem Wert.

Ich arbeite beim WWF Deutschland und bin dort zuständig für das Jugendprogramm. Nebenberuflich absolviere ich eine Ausbildung zum Naturerlebnispädagogen bei CreNatur sowie zum Wildnispädagogen bei der Wildnisschule Hoher Fläming. Ich liebe es, in der Natur unterwegs zu sein, ob zu Fuß, im Kanu oder mit dem Fahrrad. Es vergehen schnell Stunden, in denen ich mich ausdauernd in der Naturfotografie ausprobiere oder einfach den Moment genieße, beobachtender Teil der Natur zu sein. Achtsamkeit, Respekt für die Natur und Begeisterung für ihre Schönheit liegen mir sehr am Herzen.

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