Warum färben sich die Blätter im Herbst bunt?

Im Herbst genießen wir das farbenprächtige Aufbegehren der Blätter der Laubbäume in Gelb, Rot oder Orange, bevor sie abfallen, braun werden und den Boden mit einer wärmenden Decke schützen. Ist das nur eine Folge des Absterbens der Blätter oder steckt da mehr dahinter?

Der chemische Prozess
Alle Pflanzen betreiben Fotosynthese. Das bedeutet, dass Pflanzen aus Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Sonnenlicht Zucker und Sauerstoff herstellen. Der Zucker ist wichtig für das Pflanzenwachstum, der Sauerstoff wird teilweise an die Luft abgegeben. Für die Fotosynthese wichtig ist der grüne Farbstoff Chlorophyll, der dafür zuständig ist, der Luft das Kohlendioxid zu entziehen. Im Herbst wird das Chlorophyll abgebaut und die anderen Farbpigmente, Carotinoide, die ebenfalls in den Blättern vorhanden sind, werden sichtbar und die Blätter der Laubbäume präsentieren sich in ihrer gelben oder orangefarbenen Laubfärbung. Doch die spannende Frage bleibt: Warum wird das Carotin abgebaut.

Grund: Kein Wasser über Blätter im Winter verdunsten und so Trockenstress vermeiden
Es gibt einen guten Grund, warum Laubbäume ihre Blätter abwerfen. An normalen Tagen verlieren Bäume über ihre Blätter 70 Liter Wasser, an besonders heißen Tagen können es bis zu 400 Liter sein. Da ist es klar, dass Bäume darauf angewiesen sind, viel Wasser aufzunehmen. Das wird im Winter zum Problem, da der Niederschlag oft als Schnee auf der Erde liegen bleibt oder der Boden gefroren ist. Indem die Bäume ihre Blätter abwerfen, verringern sie ihre Oberfläche, über die sie Feuchtigkeit verdunsten und können so die winterliche Trockenphase leichter überstehen.
Doch dadurch ist erklärt, warum die Blätter abfallen, aber nicht warum sie sich verfärben.

Nährstoffe retten
Über die Blätter verdunsten Bäume viel Feuchtigkeit, in ihnen sind aber auch viele Nährstoffe enthalten. Wenn sie ihre Blätter im Herbst abwerfen, um sich vor dem Verdursten zu bewahren, möchten sie dennoch nicht diese Nährstoffe, die vor allem im Chlorophyll enthalten sind, verzichten und holen diese daher in den Stamm. Daher wird Chlorophyll in den Blättern abgebaut, in den Stamm und in die dicken Äste transportiert und dort bis zum nächsten Frühling eingelagert und wiederverwertet. Mit dem Abbau des Chlorophylls werden die anderen Farbstoffe, die in den Blättern enthalten sind, sichtbar. Das sind vor allem Carotinoide, die gelb und orange sind.

Rot leuchten Blätter vor allem dann, wenn das Wetter mitspielt. Tagsüber muss bei relativ hohen Temperaturen die Sonne stark scheinen und nachts muss es ziemlich kalt sein. Dann hat der Baum nämlich ein Transportproblem, das ihm das Rot in die Blätter treibt. Denn tagsüber betreibt der Baum aufgrund der Sonne viel Photosynthese und baut viel Zucker auf. Nachts ist es aber für den Transport des Zuckers in den Stamm zu kalt. In der Folge bilden sich in den Blättern zuckerhaltige Farbstoffe, die so genannten Anthocyane, die das Laub flammendrot färben.

Noch ein Grund für die Herbstfärbung: Schädlinge abschrecken?
Die Herbstfärbung wird als Folge des Absterbens der Blätter mit dem Abbau von Chlorophyll in den Blättern begründet. Kann aber die Herbstfärbung noch andere Funktionen haben? Nach einer Theorie, die von Sam Brown veröffentlicht wurde, stellen die Blätter ein Warnsignal für Insekten dar. Denn es gibt Schädlinge, wie zum Beispiel Blattläuse, die im Herbst ihre Eier an Bäume legen, damit der Nachwuchs sich im Frühjahr gleich über die frischen Blättchen hermachen kann. Nun sind Bäume gegen solche Fressfeinde nicht ganz wehrlos und können Giftstoffe gegen diese Schädlinge in ihre Blätter einlagern. Nach dieser Theorie leuchten gesunde, und damit wehrhafte Bäume besonders stark in Gelb- und Orangetönen, um den Insekten ihre Wehrhaftigkeit zu demonstrieren. Dies suchten sich demnach weniger farbenprächtige Bäume – und damit weniger wehrhafte –Pflanzen zur Eiablage aus.

Weitere Erklärung: Rote Färbung als Sonnenschutz
Es gibt aber noch eine andere Theorie, weshalb sich die Blätter im Herbst rot färben. Diese bezieht sich vor allem auf die Funktion der Anthocyane, wie die Biologen Martin Schaefer und David Willkonson meinen. Nach ihnen empfinden Pflanzen bei zu viel Licht oder zu niedrigen Temperaturen Stress, der die Photosynthese hemmt – wie auch oben schon beschrieben. Das Sonnenlicht kann dann nicht in chemische Energie umgewandelt werden, sondern es bilden aggressive Moleküle, die das Blattgewebe zerstören. Die Anthocyane, die sich bei Sonne am Tag und relativ niedrigen Temperaturen in der Nacht bilden, färben die Blätter nicht nur so schön rot, sondern wirken nach dieser Theorie wie eine Sonnencreme, die das Blatt vor zu viel Sonneneinstrahlung und damit vor der Entstehung der aggressiven Moleküle schützt. Die Blätter bleiben somit länger erhalten und den Bäumen bleibt mehr Zeit, Nährstoffe zu gewinnen und einzulagern.

Zu guter Letzt
Also, ganz ehrlich. Ich kann natürlich nicht beurteilen, ob und wenn ja welche Theorie, die der Abschreckung von Fressfeinden oder die des Sonnenschutzes, zutrifft. Vielleicht schließen sie sich ja auch nicht aus, sondern treffen beide zu. Beim Spaziergang im leuchtenden Herbstwald werde ich mich auf jeden Fall an dem Farbspektakel freuen und die Herbstfärbung genießen, einfach so.

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Diese Gartenideen wurden verfasst von der Redaktion freudengarten.

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