Wer im Vorfrühling mit offenen Augen durch den Wald streift, entdeckt an jeder Ecke ein kleines Wunder. Wenn die starren Baumriesen Stück für Stück ihr grünes Kleid ausbreiten, ist für uns gar nicht zu erkennen, welchen Kraftakt sie leisten. Doch wie transportiert ein Baum das Wasser aus dem Erdreich in die äußersten Spitzen seiner dichten Krone?
Inhalt
Das Wunder Wassertransport
Ohne Wasser kein Leben – das gilt sowohl für die kleinen als auch die großen Erdenbewohner. Um im Frühjahr Blätter aus ihren Knospen auszubilden, benötigen Bäume eine sehr große Menge Wasser. Das Wasser entnehmen sie dem Erdreich und transportieren es teils in schwindelerregende Höhen von bis zu 30 Metern. Sind hier vielleicht die Kräfte der Osmose am Werk?
Osmose - Warum es ein wenig mehr Power sein darf
Die Osmose beschreibt im Grunde den Transport von Flüssigkeiten durch eine Membran von einer zur nächsten Zelle. Vereinfacht geht es darum, unterschiedliche Konzentrationen von Flüssigkeiten innerhalb und außerhalb der Zelle auszugleichen. Bäume nutzen dieses Prinzip als „Wasserleitungen“, um Wasser aus der Erde über die Wurzeln zu ziehen. Doch bis in die höchsten Äste der Krone reicht dieses Phänomen tatsächlich nicht aus.
Kapillarkraft – Im ewigen Kampf gegen die Schwerkraft
Hast Du in der Schule auch das Experiment zum Kapillareffekt kennengelernt? Das Bild zeigt das Prinzip besonders gut: Je dünner die Röhrchen (=Kapillaren), desto höher steigt das Wasser gegen die Schwerkraft auf. Du kannst das Experiment auch ganz einfach selbst durchführen: Wenn Du ein Glas mit Wasser füllst und ein dünnes Röhrchen, wie beispielsweise einen Strohhalm, in das Glas steckst wirst Du sehen, dass das Wasser im Röhrchen höher steigt als im Glas. Dies nennt man Kapillarwirkung oder Kapillareffekt. Dieses Phänomen tritt aufgrund der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten und der Grenzflächenspannung zwischen Aggregatzuständen auf. Bis heute hält sich die These, dass Bäume so ihr Wasser transportieren. Dass ein 30 Meter hoher Baum auf diesem Weg bis in die Spitzen mit Wasser versorgt wird, ist heute jedoch umstritten.
Transpiration – Ein wenig mehr Druck
Bäume verdunsten Wasser. Dies tun sie über die Spaltöffnungen der Blätter, aus denen der Wasserdampf austritt. Hierdurch entsteht ein Sog, der für einen Unterdruck sorgt. Lange Zeit ging man davon aus, dass dieser Unterdruck hilft, Wasser aus den Wurzeln bis in die Krone zu ziehen. Doch weißt Du, wann der Wasserdruck im Jahresverlauf am stärksten ist? Im Frühjahr, wenn der Baum noch gar keine Blätter ausgebildet hat! Wenn Du im Vorfrühling noch vor dem Austreiben der Blätter mit einem Stethoskop den Stamm einer Birke untersuchst, wirst Du es gewaltig rauschen hören. Durch die Verdunstung über die Blätter kann dieses Rauschen nicht entstehen.
Die Wasserpumpe
Jüngste Studien aus Ungarn und Dänemark haben ein spannendes Phänomen aufgedeckt. Sie zeigen, dass sich die Stämme von Bäumen über den Verlauf des Tages ca. alle 3-4 Stunden minimal ausdehnen und anschließend wieder zusammenziehen – ähnlich wie eine Pumpe. Diesen Pumpmechanismus kennen wir auch von unserem Körper, bei uns ist es das Herz, dass unser Blut durch die Adern transportiert. Ob Bäume über eine Art Wasserpumpe verfügen und ob es eine Mischung der verschiedenen Kräfte ist, die den Durst des Baumes stillen, ist noch nicht abschließend geklärt, es bleibt also spannend!
