Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was die Blattformen der Pflanzen über das Klima berichten können

28.04.2005


Zum Zusammenhang zwischen Durchschnittstemperaturen und Blattformen in Europa



Ob in einem bestimmten Gebiet Pflanzenarten mit überwiegend großen oder kleinen Blättern wachsen und ob sie etwa gezähnte oder ganzrandige Blattränder haben, hängt nicht einfach von Launen der Natur ab. Die Vermutung liegt nahe, dass sich Pflanzen über längere Zeiträume funktionell an ihre Umweltbedingungen optimal anpassen, wie im Falle von Blättern. Bislang ließ sich auf einigen Kontinenten bereits ein deutlicher Zusammenhang zwischen den Blattformen und dem Klima feststellen. Danach war bereits bekannt, dass glatte, ungezähnte Blattränder in den Tropen dominieren, gezähnte Blattränder dagegen häufiger in kälteren Regionen vorkommen. Nun haben Dr. Christopher Traiser, Dr. Stefan Klotz, Dr. Dieter Uhl und Prof. Volker Mosbrugger vom Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen in einer Studie untersucht, wie Blattformen und Klimabedingungen in Europa zusammenhängen. Sie haben dafür ein geografisches Raster über den Kontinent gelegt und die räumliche Verteilung verschiedener Blattformen mit Hilfe von künstlich erstellten, auf europäische Verhältnisse abgestimmten Floren ermittelt. Sie stellten fest, dass sich auch in Europa die jeweils überwiegend vorkommenden Blattformen entlang von Klimagradienten zuverlässig vorhersagen lassen. Die Forschungsergebnisse der Tübinger Wissenschaftler sind in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht worden (Band 166, Seiten 465-484). In der gleichen Ausgabe des New Phytologist kommentiert David R. Greenwood von der kanadischen Brandon University die Studie (Band 166, Seiten 355-357).



Für ihre Untersuchung haben sich die Tübinger Forscher auf holzige Pflanzen, wie zum Beispiel Winter-Linde, Rote Heckenkirsche und Feldahorn, konzentriert. Das erschien sinnvoll, da krautige Pflanzen allgemein stärker vom kleinräumigen Klima am lokalen Standort abhängig sind als Bäume. Letztere werden zudem mehrere Jahrzehnte alt und spiegeln die langfristigen Klimabedingungen besser wider. Bei bisherigen Studien zum Zusammenhang zwischen Blattformen und Klimafaktoren wurden häufig Pflanzensammlungen an Ort und Stelle durchgeführt oder es wurde auf bereits bestehende Herbarsammlungen und Florenlisten zurückgegriffen. Christopher Traiser und seine Kollegen wählten jedoch eine neue Methode, um der weiten Ausdehnung des Untersuchungsgebiets sowie der Tatsache, dass man heutzutage in Europa kaum noch vom Menschen unbeeinflusste Vegetation findet, gerecht zu werden. Sie arbeiteten dabei mit abstrakten Florenlisten, die aus den europäischen Verbreitungsdaten von bislang 108 einheimischen Arten holziger Pflanzen zusammengestellt sind. Die Forscher legten über das Gebiet der Längengrade von 10 Grad West bis 45 Grad Ost und von 30 bis 65 Grad nördlicher Breite ein geografisches Raster mit jeweils 0,5 Grad mal 0,5 Grad großen Zellen. In Mitteleuropa entspricht eine solche Zelle in der West-Ost-Richtung etwa 35 Kilometern, in der Nord-Süd-Ausdehnung etwa 55 Kilometern. Sie werteten für die Eichung ihrer Datensammlung nur diejenigen Rasterzellen aus, die zwischen Meereshöhe und 400 Metern Höhe liegen und in denen mindestens 25 verschiedene Arten zu finden sind. Für die eigentliche Analyse bestimmten die Wissenschaftler für jeden Punkt im Untersuchungsgebiet eine künstliche Flora, die sich aus denjenigen Arten der Liste von 108 holzigen Pflanzen zusammensetzt, deren Ausbreitungsbereich diesen Punkt mit umfasst.

Christopher Traiser und seine Kollegen haben festgestellt, dass Blätter mittlerer Größe (zwischen 400 und 3600 Quadratmillimetern) die europäische Vegetation mit rund 60 bis 80 Prozent der Blätter insgesamt dominieren. Kleine Blätter (weniger als 400 Quadratmillimeter) kommen am häufigsten im Mittelmeerraum mit einem Anteil von 23 Prozent an den gesamten Blättern und mit einem zweiten Maximum im Norden (16 Prozent) vor. Große Blätter (mehr als 3600 Quadratmillimeter) gibt es am häufigsten im Osten des Kontinents (26 Prozent), den geringsten Anteil machen sie im Mittelmeerraum mit 9 Prozent aus. Beim Verhältnis Blattlänge zu -breite überwiegen in allen Regionen des Untersuchungsgebiets die mittleren Verhältnisse. Dagegen sind in der Mittelmeerregion bis zu 28 Prozent der Blätter lang und schmal, während breite Blätter kaum vorkommen. Im Nordosten des Kontinents sind umgekehrt so gut wie gar keine langen, schmalen Blätter zu finden, dagegen aber bis zu 24 Prozent breite Blätter. Blätter mit ganzem, ungezähntem Rand zeigen beim anteiligen Vorkommen an den gesamten Blättern einen abnehmenden Verlauf von der südlichen Mittelmeerregion und dem westlichen Atlantikgebiet mit hohen Anteilen (etwa 37 bis 48 Prozent) bis in den Nordosten mit einem geringen Anteil (etwa 11 bis 18 Prozent).

Die Wissenschaftler fanden ferner heraus, dass allgemein die Temperaturminima in einem Gebiet deutlich stärkeren Einfluss auf die Blattformen haben als die Temperaturmaxima. Global gesehen sind große Blätter vor allem bei hohen durchschnittlichen Jahrestemperaturen und Niederschlägen, also unter tropischen Bedingungen, zu finden. Weiterhin nimmt die Blattgröße von den Subtropen über die gemäßigten Breiten bis hin zu den Polen kontinuierlich ab. Die Ergebnisse für Europa passen damit gut in dieses Muster: Im gemäßigten Klima finden sich überwiegend mittelgroße Blätter. Wie für andere Kontinente zeigte sich auch in Europa, dass der Anteil an ungezähnten Blättern in einer Vegetation von der durchschnittlichen Jahrestemperatur abhängt - je höher die Temperatur, desto höher ist auch der Anteil an Blättern mit glattem, ungezähntem Rand. Dass sich solche Zusammenhänge - je nach Kontinent mehr oder weniger deutlich - global feststellen lassen, bestärkt die Forscher in der Annahme, dass das Klima eine entscheidende Rolle bei der Ausbildung bestimmter Blattformen spielt.

In der pflanzenökologischen Forschung ist es häufig schwierig, die Umweltfaktoren zu identifizieren, welche die Form einzelner Pflanzen bis hin zum komplexen Ökosystem bestimmen. Das ist jedoch für die Wissenschaftler nicht nur interessant, um die Evolution von Ökosystemen zu verstehen, sondern auch um etwa aus fossilen Pflanzenresten Rückschlüsse auf die Klimabedingungen früherer Zeiten ziehen zu können.

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Berichte zu: Blatt Blattformen Blattrand Klimabedingungen Kontinent Vegetation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur
22.06.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

nachricht Ursuppe in Dosen
21.06.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften