Umwelt

Blattformen - Grüne Wunder

Viele Meisterwerke hängen im Museum. Aber unendlich mehr an den Zweigen der Bäume. Wie kommen die Blätter zu ihren Formen?

Von Rob Dunn
Blattformen - Grüne Wunder

Jeder von uns hat schon Blätter in der Hand gehalten oder ihren Farbwechsel im Herbst beobachtet. Wir haben sie zusammengeharkt oder ihren Schatten gesucht. Blätter – was soll daran schon Besonderes sein?

Das ist leicht zu beantworten: Blätter verwandeln Licht in Leben. Wenn Sonnenstrahlen auf Blätter treffen, wird das Licht grüner Wellenlängen reflektiert. Das ist die Farbe, die wir sehen. Der Rest – das rote, blaue violette Licht – wird absorbiert. Ein Blatt besteht aus vielen Kammern mit eingefangenem Licht. In diesem für unsere Augen unsichtbaren Glühen rasen Photonen (Lichtteilchen) herum, und mithilfe ihrer Energie wandelt das Blatt Kohlendioxid und Wasser in den Zucker um, aus dem Pflanzen, Tiere und im Grunde auch die menschliche Zivilisationen aufgebaut sind. Das ist der Prozess, den wir Photosynthese nennen.

Die eigentliche Arbeit leisten dabei die Chloroplasten. Sie entwickelten sich vor rund 1,6 Milliarden Jahren. Man vermutet heute, dass eine Zelle, die nicht in der Lage war, die Energie der Sonne zu nutzen, eine andere Zelle „schluckte“, die das konnte: ein Cyanobakterium. Dieser auch Blaualge genannte Organismus wurde der Urahn aller Chloroplasten. Ohne ihre Chloroplasten müssten Pflanzen an Nahrung aufnehmen, was sie finden – wie auch Pilze, Tiere und Menschen. Stattdessen strecken sie ihre grünen Blätter empor und fangen Licht ein. Wenn es so etwas wie Magie in der Welt gibt, dann dies: Die Nachfahren winziger Kreaturen leben in Blättern und befähigen Pflanzen, sich von der Sonne zu nähren.

Diese Antwort führt zwangsläufig zur nächsten Frage: Warum gibt es eine so unendliche Fülle unterschiedlicher Blattformen? Einige Blätter sehen nicht einmal mehr wie solche aus, weil sie sich zu Blüten oder Dornen gewandelt haben. Aber selbst die Blätter von Eiche, Löwenzahn, Gras oder Salat unterscheiden sich in Größe, Stärke und Form, in Farbton, Aufbau und sogar im Geschmack.

Blätter können groß oder klein sein, dick oder dünn, einfach oder zusammengesetzt, gerundet oder lappig. Und das ist erst der Anfang, wenn es um die Beschreibung der Unterschiede geht. Botaniker haben viel Phantasie, wenn es um die Bestimmung von Blättern geht: gefiedert, fransig, bärtig, grannenförmig, rispig, flaumig, kahl, drüsig, klebrig, schorfig, flockig, spinnwebartig oder filzig. Trotz dieser Formenfülle aber machen die meisten Blätter im Wesentlichen dasselbe: Sie lassen ihre Chloroplasten das Licht der Sonne einfangen.

Der Grund für die Vielfalt der Formen liegt natürlich in der Anpassung der Pflanze an die jeweilige Umwelt. In der Wüste sind Blätter meistens klein und dickhäutig, wachsig oder stachelig. Das hilft ihnen, knappes Wasser im Inneren zu speichern. Pflanzen des Regenwalds dagegen haben oft schmale Blätter mit langen, dünnen Tropfspitzen, um überschüssiges Wasser abzuleiten. In kühleren Gegenden findet man häufig gezähnte oder gesägte Blattränder. Warum das so ist, darüber haben Botaniker noch unterschiedliche Auffassungen.

Einige der extremsten Beispiele solcher Anpassung findet man hoch oben in tropischen Regionen, wo die Nächte kalt und feucht, die Tage aber heiß und trocken sind. In den Bergen Afrikas, Asiens oder Amerikas kann man weit oberhalb der Baumgrenze säulenförmige Pflanzen sehen, die von einem Wust lebender und toter Blätter gekrönt sind wie von einer Art Riesenrosette. Die dicken, lebenden Blätter dieser Rosetten schützen die jungen Knospen. Sie sind behaart, eine Isolierung gegen große Temperaturschwankungen. Die toten Blätter helfen den Pflanzen, eiskalte Nächte zu überstehen. Sie sammeln zugleich den Tau und speichern ihn für die Hitze des Tages. Wenn man dort oben die toten Blätter aus den Rosetten entfernt, können die Pflanzen erfrieren.

Falls diese Rosetten nicht überzeugend genug sind, um die Wandlungsfähigkeit der Blätter zu belegen, dann vielleicht die fleischfressenden Pflanzen. In nährstoffarmen Sümpfen und Mooren brauchen Pflanzen andere Möglichkeiten, um das auszugleichen, was der Boden ihnen nicht liefern kann. Also haben sie im Laufe von Jahrmillionen der Evolution Blätter mit klebrigen Haaren, mit schleimgefüllten Pools oder Schnapp­ fallen entwickelt. Damit fangen sie lebende Beute – Fliegen, Käfer, Spinnen – und verdauen sie. Das Blatt wird zum Magen.

Das Klima und die Verfügbarkeit von Nährstoffen können allerdings nicht die einzigen Erklärungen für die Entwicklung einer bestimmten Blattform sein. Denn dann würden sich auch bei verschiedenen Pflanzen in einer bestimmten Umgebung – in der Wüste, auf einem Berggipfel, in Ihrem Garten – die Blätter ähneln. Das tun sie natürlich nicht. Denn die verschiedenen Arten, nehmen wir einmal eine Kastanie und einen Salatkopf, haben schon einen langen Weg in der Evolution hinter sich und verfügen über einen ganz unterschiedlichen Bausatz in ihrem Erbgut. Manche sind einfach zu schnellerer Anpassung fähig; Fachleute sprechen von genetischer Variabilität. In jeder neuen Pflanzengeneration gibt es kleine Abweichungen, und die Blätter, die am besten zu einer veränderten Umwelt passen, verhelfen ihrer Art zu einer erfolgreicheren Fortpflanzung. So wie der Klimawandel Anpassungsdruck ausübt, tut es auch die zunehmende Verstädterung der Welt: Die Pflanzen müssen auf Luftverschmutzung, Trockenheit, große Hitze und ein Überangebot von Nährstoffen durch die Ausscheidungen der Tiere reagieren. Wer weiß, wie ihre Blätter in einigen Dutzend Generationen aussehen werden?

Ein anderer Grund dafür, weshalb es am selben Standort viele verschiedene Blattformen gibt, ist die Konkurrenz der Pflanzen untereinander: ein stummer Krieg um Licht, Wasser und Nährstoffe. Er dauert seit mehr als 400 Millionen Jahren an. In einem Wald wird sich zum Beispiel jener Baum durchsetzen, der seine Blätter höher als andere der Sonne entgegenreckt. Oder der im Frühjahr als erster sein Laub austreibt, um Licht zu ernten und andere – buchstäblich – in den Schatten zu stellen.

Damit Nährstoffe und Wasser möglichst schnell dorthin gelangen, wo sie gebraucht werden, gibt es die Blattadern. Blätter mit mehr Adern können mehr Wasser zu den Chloroplasten transportieren. Das erlaubt den Chloroplasten, mehr Zucker herzustellen: Die Pflanzen wachsen schneller. Die Adern eines Ahornblatts beispielsweise sind wie die Straßen einer Stadt: Sie erreichen jeden Winkel und kreuzen sich oft – ein perfektes Verteilungssystem für die Umweltbedingungen unserer Breiten.

Pflanzen konkurrieren aber nicht nur untereinander, sie müssen sich auch gegen andere Feinde wehren. Denn kaum hatten sie die Blätter zu ihrer Versorgung entwickelt, waren Tiere da, die diese Blätter fraßen. In fossilen Exkrementen von Dinosauriern findet man die Reste altertümlicher Blätter, und bis heute ernähren sich Myriaden von Raupen, Käfern, Pilzen, Affen, Faultieren, Kühen und Giraffen vom Laub der Pflanzen, die – bei aller Wandlungsfähigkeit – nie gelernt haben, davonzulaufen.

Daher setzen sie auf Selbstverteidigung. Einige Pflanzen sind Spezia­ listen für tödliche Tricks geworden. Die Halme vieler Gräser reichern Kieselsäure aus dem Erdboden an; dadurch ähneln sie einem mit Glassplittern belegten Schleifpapier, das die Zähne der Pflanzenfresser ruiniert. Andere Pflanzen speichern Chemikalien, um bitter zu schmecken oder sich giftig zu machen. Manche dieser Verteidigungswaffen sind offen­ sichtlich: der klebrige Milchsaft etwa, der aus einer Blattader quillt, oder die Drüsenhaare der Brennnessel. Oft aber töten sie ohne Warnung – hungrige Raupen ebenso wie Schafe.

Klima, Konkurrenz, Verteidigung – das sind einige der evolutionären „Laubsägen“, die Blattformen gestalten. Doch auch wenn Naturforscher seit mehr als 2000 Jahren versuchen, alle Unterschiede zu erklären: Sie brauchen nur zwei Blätter in Ihrem Garten zu pflücken und zu vergleichen und werden jede Menge Details finden, die noch niemand verstanden hat. Vielleicht kann man das auch gar nicht. Bei vielen Innovationen mag der Zufall eine Rolle gespielt haben. Das Ergebnis waren unvorhersehbare Abstraktionen, ein wenig vergleichbar mit den Werken des amerikanischen Malers Jackson Pollock. Der ist berühmt für sein „Action­-Painting“, bei dem er ziellos Farbe auf Leinwände kleckerte.

Wir müssen aber auch gar nicht jedes filzige Blatt, jedes spinnwebartige Geäder verstehen. Treten wir einen Schritt zurück, wie im Museum, und lassen uns ein auf diese Meisterwerke der Natur. Staunen wir einfach über ihre stille Zauberkraft: die Fähigkeit der Blätter, jeden Tag aufs Neue beim Aufgang der Sonne Licht in Leben zu verwandeln.

(NG, Heft 10 / 2012, Seite(n) 144 bis 153)

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