Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie schlafen Bäume?

17.05.2016

Ein Forschungsteam aus Österreich, Finnland und Ungarn untersuchte mit Laserscannern den Tag-Nacht-Rhythmus von Bäumen. Wie sich zeigt, gehen auch Bäume nachts schlafen.

Die meisten lebenden Organismen passen ihr Verhalten an den Tag-Nacht-Rhythmus an. Pflanzen sind da keine Ausnahme. Blumen öffnen morgens ihre Blüten, manche Bäume haben Blätter, die sich nachts zuklappen. Wissenschaftlich untersucht wird das schon lange:


Auch Bäume haben einen Tag-Nacht-Rhythmus

Eetu Puttonen

Carl von Linné beobachtete, dass sich Blumen auch in einem dunklen Keller weiterhin öffnen und schließen, Charles Darwin stellte fest, dass Pflanzen über Nacht ihre Blätter und Stängel hängen lassen und nannte diese Bewegung „Schlaf“. Doch bis heute wurden solche Untersuchungen nur mit kleinen, in Töpfen gezogenen Pflanzen durchgeführt.

Niemand wusste, ob auch Bäume dieses Schlafverhalten zeigen. Nun gelang es einem internationalen Forschungsteam aus Österreich, Finnland und Ungarn, das Schlafverhalten ausgewachsener Bäume zu messen, indem sie Zeitserien von Laser-Scanner-Punktwolken aufnahmen, die jeweils aus mehreren Millionen Messpunkten bestehen.

Nachts lassen Bäume ihre Zweige hängen

„Unsere Resultate zeigen, dass der ganze Baum in der Nacht zusammensinkt, was man als Positionsänderung der Blätter und Äste messen kann“, sagt Eetu Puttonen (Finnish Geospatial Research Institute). „Die Änderungen waren nicht groß, bis zu 10 cm bei einem Baum mit einer Höhe von fünf Metern, aber sie waren systematisch und eindeutig innerhalb der Genauigkeit unserer Messinstrumente.“

Um störende Effekte auszuschließen, die vom Wetter oder vom Ort abhängen, wurde das Experiment zweimal mit zwei verschiedenen Bäumen durchgeführt. Der eine Baum wurde in Finnland beobachtet, der andere in Österreich. Beide Tests fanden nahe an der Tag-Nacht-Gleiche statt, unter ruhigen Wetterbedingungen, ohne Wind und Tau.

Es zeigte sich, dass die Blätter und Zweige kontinuierlich nach unten sinken, ihre tiefste Position erreichen sie einige Stunden vor Sonnenaufgang. Am Morgen kehren sie zu ihrer ursprünglichen Position zurück. Ob sie von der Sonne „aufgeweckt“ wurden oder durch ihren eigenen internen Rhythmus, ist noch nicht geklärt.

„Auf molekularer Ebene hat sich das wissenschaftliche Feld der Chronobiologie schon weit entwickelt, und besonders der genetischen Hintergrund des Tageszyklus von Pflanzen ist gut untersucht“, sagt András Zlinszky (Centre for Ecological Research, Ungarische Akademie der Wissenschaften).

„Pflanzenbewegung hängt immer eng mit dem Wasserhaushalt einzelner Zellen zusammen, der unter anderem auch davon abhängt, ob Licht für die Photosynthese zur Verfügung steht. Aber Änderungen der Pflanzenform sind selbst bei kleinen Kräuterpflanzen schwer zu dokumentieren, weil man für klassische Fotografie sichtbares Licht benötigt, das einen Einfluss auf den ‚Schlaf‘ der Pflanzen haben kann.“

Mit Laserscans hingegen stört man die Pflanze nur minimal. Die Scanner verwenden Infrarotlicht, das von den Blättern reflektiert wird. Einzelne Punkte auf der Pflanze werden bloß für Sekundenbruchteile angestrahlt. Mit dieser Laserscan-Technik kann ein voll ausgewachsener Baum innerhalb von Minuten abgebildet werden, mit einer Auflösung von weniger als einem Zentimeter.

„Wir glauben, dass die Punktwolken aus den Laserscans uns ein tieferes Verständnis vom Schlafmuster der Pflanzen ermöglichen. Wir können damit unsere Messungen von einzelnen Pflanzen zu größeren Bereichen, zu ganzen Gärten oder Wäldern, ausweiten“, sagt Norbert Pfeifer vom Department für Geodäsie und Geoinformation der TU Wien.

„In einem nächsten Schritt werden wir wiederholt Punktwolken von Bäumen sammeln und die Ergebnisse mit Messungen über den Wasserhaushalt der Bäume in Verbindung setzen“, sagt Eetu Puttonen. "Das wird uns ermöglichen, den täglichen Wasserverbrauch der Bäume und ihren Einfluss auf das lokale oder regionale Klima besser zu verstehen.“

Die Studie wurde im Fachjournal “Frontiers in Plant Science“ (open access) veröffentlicht:
Puttonen, E., Briese, C., Mandlburger, G., Wieser, M., Pfennigbauer, M., Zlinszky, A., Pfeifer N. (2016). “Quantification of Overnight Movement of Birch (Betula pendula) Branches and Foliage with Short Interval Terrestrial Laser Scanning”. Frontiers in Plant Science, 7:222. doi: 10.3389/fpls.2016.00222

Graphikdownload: http://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2016/sleepingtrees

Rückfragehinweis:
Norbert Pfeifer
Department für Geodäsie und Geoinformation
TU Wien, Österreich
T: +43-1-58801-12219
norbert.pfeifer@tuwien.ac.at

Eetu Puttonen,
Finnish Geospatial Research Institute (FGI)
National Land Survey of Finland, Finnland
eetu.puttonen@nls.fi

András Zlinszky
Centre for Ecological Research,
Ungarische Akademieder Wissenschaften
zlinszky.andras@okologia.mta.hu

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien

Weitere Berichte zu: Geodäsie Geospatial Pflanzen Schlaf Schlafverhalten Wasserhaushalt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biochemie-Absolvent der Universität Bayreuth hat Antigen für hochspezifischen Corona-Antikörpertest entwickelt
22.05.2020 | Universität Bayreuth

nachricht Wenn aus theoretischer Chemie Praxis wird
22.05.2020 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wenn aus theoretischer Chemie Praxis wird

Thomas Heine, Professor für Theoretische Chemie an der TU Dresden, hat 2019 zusammen mit seinem Team topologische 2D-Polymere vorhergesagt. Nur ein Jahr später konnten diese Materialien von einem italienischen Forscherteam synthetisiert und deren topologische Eigenschaften experimentell nachgewiesen werden. Für die renommierte Fachzeitschrift Nature Materials war das Anlass, Thomas Heine zu einem News and Views Artikel einzuladen, der in dieser Woche veröffentlicht wurde. Unter dem Titel "Making 2D Topological Polymers a reality" beschreibt Prof. Heine, wie aus seiner Theorie Praxis wurde.

Ultradünne Materialien sind als Bausteine für nanoelektronische Bauelemente der nächsten Generation äußerst interessant, da es viel einfacher ist, Schaltungen...

Im Focus: When predictions of theoretical chemists become reality

Thomas Heine, Professor of Theoretical Chemistry at TU Dresden, together with his team, first predicted a topological 2D polymer in 2019. Only one year later, an international team led by Italian researchers was able to synthesize these materials and experimentally prove their topological properties. For the renowned journal Nature Materials, this was the occasion to invite Thomas Heine to a News and Views article, which was published this week. Under the title "Making 2D Topological Polymers a reality" Prof. Heine describes how his theory became a reality.

Ultrathin materials are extremely interesting as building blocks for next generation nano electronic devices, as it is much easier to make circuits and other...

Im Focus: Mikroroboter rollt tief ins Innere des Körpers

Mit einem Leukozyten als Vorbild haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart einen Mikroroboter entwickelt, der in Größe, Form und Bewegungsfähigkeit einem weißen Blutkörperchen gleicht. In einem Labor simulierten sie dann ein Blutgefäß – und es gelang ihnen, den Mikroroller durch diese dynamische und dichte Umgebung zu steuern. Der Roboter hielt dem simulierten Blutfluss stand und brachte damit das Forschungsgebiet rund um die zielgenaue Medikamentenabgabe einen Schritt weiter: Es gibt keinen besseren Zugangsweg zu allen Geweben und Organen im menschlichen Körper als den Blutkreislauf.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart haben einen winzigen Mikroroboter entwickelt, der einem weißen...

Im Focus: Rolling into the deep

Scientists took a leukocyte as the blueprint and developed a microrobot that has the size, shape and moving capabilities of a white blood cell. Simulating a blood vessel in a laboratory setting, they succeeded in magnetically navigating the ball-shaped microroller through this dynamic and dense environment. The drug-delivery vehicle withstood the simulated blood flow, pushing the developments in targeted drug delivery a step further: inside the body, there is no better access route to all tissues and organs than the circulatory system. A robot that could actually travel through this finely woven web would revolutionize the minimally-invasive treatment of illnesses.

A team of scientists from the Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) in Stuttgart invented a tiny microrobot that resembles a white blood cell...

Im Focus: Schnüffel-Roboter als Katastrophenhelfer

Wo Menschenleben gefährdet sind, kommen künftig neuartige Roboter zum Einsatz, die an der TU Dresden entwickelt werden

Wissenschaftler an der TU Dresden arbeiten seit Juni 2019 an künstlichen Helfern, die in einem Katastrophengebiet Gefahren erkennen, beseitigen und somit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

Erfolgreiche Premiere für das »Electrochemical Cell Concepts Colloquium«

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Techniker Krankenkasse, EuPD Research und Handelsblatt starten Bewerbung für die Sonderpreise "Gesunde Hochschule" im Rahmen des Corporate Health Award 2020

22.05.2020 | Förderungen Preise

Werkstattbericht #1: Head Mounted Displays (HMDs) – Schwerpunktpositionen und Drehmomente

22.05.2020 | Informationstechnologie

Biochemie-Absolvent der Universität Bayreuth hat Antigen für hochspezifischen Corona-Antikörpertest entwickelt

22.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics