Forscher analysieren Rolle von Baumrinde bei Photosynthese

Pflanzen produzieren mit ihren Blättern bei der Photosynthese aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht einen Energieträger (Zucker) und Sauerstoff (O2). Dass der Vorgang, der eine mehr als wichtige Basis für das Leben auf der Erde darstellt, aber auch in Rinden ablaufen kann, ist weniger bekannt.

Besonders bei Bäumen, die ihr Blätterkleid saisonal abwerfen, gehe die Aufnahme von CO2 und die Abgabe von O2 im Herbst, Winter und am Beginn des Frühjahres weiter - wenn auch in reduziertem Ausmaß. Findet die Umwandlung in der grünen Rindenschicht statt, sprechen Wissenschafterinnen und Wissenschafter von "kortikulärer Photosynthese". Sie ist entsprechend von großer Bedeutung, wenn es für die Pflanzen daran geht, auch unter widrigeren Umständen die lebenswichtigen Abläufe sicherzustellen, heißt es am Donnerstag in einer Aussendung der Boku zum "Tag des Baumes" am 25. April. Bei manchen Baumarten wie der Zitterpappel (Populus tremula L.) könne diese Borken-Photosynthese einen geschätzten Anteil von zehn bis 15 Prozent am gesamten Kohlenstoffumsatz ausmachen.

Knapp unter der toten Außenrinde, der Borke eines Baumes, findet man eine höchst lebendige grüne Hülle, die den Stamm umschließt, schreibt das Team um Tholen, Ines Münchinger, Anne-Charlott Fitzky und Benjamin Hesse vom Institut für Botanik auf der Website des bis Mitte 2026 laufenden Projektes. Diese Schicht, die reich an zur Photosynthese fähigen "Chloroplasten" ist, sei im Gegensatz zu Wurzeln, Holz und Blättern noch recht wenig erforscht. Am Gasaustausch teilnehmen kann sie über kleine Poren in der Außenrinde - die "Lentizellen".

Neuentwickelte Kammer lässt Forscher Gasaustausch vermessen

Die Wiener Botaniker haben nun eine innovative "Gaswechselkammer" entwickelt, die ihnen das Messen des Austausches der Gase unmittelbar an der äußeren Rinde erlaubt. Erste Untersuchungen an Esche, Zürgelbaum und Ginkgo zeigen, dass die Lentizellen tatsächlich "eine zentrale Rolle beim Austausch von CO2 und Wasserdampf" spielen, wird Tholen zitiert. Das gelte vor allem für junge Zweige.

Werden die Bäume älter, wird nämlich auch die Borke an den Stämmen dicker. Dadurch kommt sukzessive immer weniger Licht durch und die innere Rinde verliert die Fähigkeit zur Photosynthese. Bevor aber die schützende Funktion der Rinde überhand nimmt, stehe jedoch die Stoffwechselfunktion in der grünen Rindenschicht stärker im Vordergrund.

Vielversprechende Stadtbäume mit aktiver Rinden-Photosynthese

Was in weiterer Folge mit dem unter der äußersten Hülle des Baumes eingelagerten Kohlenstoff passiert, untersuchen die Wissenschafter mit der Methode der stabilen Isotopenverfolgung. Damit lässt sich analysieren, wohin der durch die Rinde aufgenommene Kohlenstoff wandert und wie er im Frühling zur Bildung junger Blätter eingesetzt wird.

Für das Team, dem mit seinem Ansatz vorschwebt, eine Forschungsdisziplin namens "Phytodermatologie" zu etablieren, ist der genauere Blick auf die Rinde auch im Zusammenhang mit dem Klimawandel und dem Pflanzen von Bäumen in Städten interessant. Denn beides bringt tendenziell mehr Stress für die Pflanzen mit sich. Unter zunehmender Hitze, Dürre oder Befall durch Schädlinge aller Art könne gerade die Photosynthese über die Blätter stark eingeschränkt werden. Ergo sei es womöglich sinnvoll, etwa in besonders stressreichen Umgebungen für Bäume, wie in stark versiegelten urbanen Hitzeinseln, deren Bildung die Pflanzen ja entgegenwirken sollen, verstärkt auf Stadtbäume zu setzen, die gut auf aktive Rinden-Photosynthese zurückgreifen können, meinen die Forscherinnen und Forscher.

(S E R V I C E - Projektwebsite: https://forschung.boku.ac.at/de/projects/15138)