Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln

Mittels Dünnschnitten von weniger als zwei Millimeter dicken Wurzeln identifizierten Forschende der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL die Jahrringe von mehreren hundert Wurzeln von Fichten (Picea abies), Föhren (Pinus sylvestris), Buchen (Fagus sylvatica) und Zwergbirken (Betula nana). Auf diese Weise konnten sie bestimmen, wie alt die feinen Wurzeln waren. Diese stammten von Bäumen aus der Schweiz, Deutschland, Schweden und Russland.

Das Alter dieser feinen Baumwurzeln bestimmten die Forschenden nicht nur anhand ihrer Jahrringe, sondern auch mit Hilfe der Radiocarbon-Methode. Die dabei verwendete Kohlenstoffvariante 14C bestimmt den Zeitpunkt, wann der Kohlenstoff, aus dem die Wurzeln überwiegend bestehen, von der Atmosphäre über die Photosynthese in die Pflanzen gelangt. Bisher war kaum bekannt, wie schnell feine Wurzeln überhaupt wachsen, wann sie wieder absterben, und wie sie auf Umweltstress wie Trockenheit reagieren.

Die Radiocarbon-Methode ergab, dass die Wurzeln im Durchschnitt um etwa zehn Jahre älter eingeschätzt wurden als mittels Jahrringanalyse. „Aus diesem Ergebnis schlossen wir, dass Bäume relativ alten Kohlenstoff für das Wachstum ihrer jungen Wurzeln verwenden“, sagt die Studienleiterin Emily Solly. Dies bedeutet, dass der während der Photosynthese aufgenommene Kohlenstoff nicht sofort zum Wachstum von Wurzeln eingesetzt wird.

Die Bäume speichern ihn vielmehr erst im Stamm und investieren ihn dann zu einem späteren Zeitpunkt in das Wurzelwachstum. „Diese Strategie kann für Bäume lebenswichtig sein“, sagt Ko-Autor Ivano Brunner. Denn das Zwischenspeichern des Kohlenstoffs ermöglicht den Bäumen, in trockenen Jahren auf Reserven zurückzugreifen, um die für sie so wichtigen Feinwurzeln zu bilden.

In seltenen Fällen ältere Wurzeln

Vor allem bei feinen Birkenwurzeln, die in der subarktischen Region Russlands wachsen und wegen des harschen Klimas unter starkem Umweltstress stehen, stellten die Forschenden dünnere Jahrringe und ein höheres Alter fest. „Wir führen dies auf die extrem kurze Wachstumsperiode im Sommer zurück“, sagt Solly.

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Wurzel spielen im Leben von Bäumen eine entscheidende Rolle. Über die feinsten Wurzeln nehmen Bäume Wasser und Nährstoffe auf, wenn sie absterben, tragen sie zur Bildung von Humus im Boden bei. Wurzeln sind daher von zentraler Bedeutung im Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf von Wäldern. Allerdings führen Baumwurzeln ein Leben im Geheimen. Während man die Entwicklung von Blättern genau beobachten und deren Stoffwechsel genau messen kann, tappte die Wissenschaft bei den Wurzeln bisher weitgehend im Dunkeln.

Solly, E.F., Brunner, I., Helmisaari, H.-S., Herzog, C., Leppälammi-Kujansuu, J., Schöning, I., Schrumpf, M., Schweingruber, F. H., Trumbore, S. E. & Hagedorn, F. (2018): Unravelling the age of fine roots of temperate and boreal forests. Nature Communications, volume 9, Article number: 3006.

https://www.wsl.ch/de/newsseiten/2018/08/alter-feiner-baumwurzeln-entschluesselt… Medienmitteilung Eidg. Forschungsanstalt WSL (Schweiz)