Herbstfärbung im Botanischen Garten

"Indian Summer" und "Momijigari"

Die herbstliche Laubfärbung in den Wäldern der Nordhemisphäre mit teilweise intensiven Rot- und Gelbtönen ist eines der spektakulärsten Naturschauspiele unseres Planeten. In den natürlichen Wäldern erfolgt dieser Prozess mehr oder weniger simultan über einen relativ kurzen Zeitraum. In einem Botanischen Garten dagegen, in dem Bäume und Sträucher aus weiten Bereichen Nordamerikas, Europas und Asiens nebeneinander gepflanzt sind, erstreckt sich die Herbstfärbung oft über mehrere Wochen mit ständig wechselnden Akteuren. Den Auftakt bilden bei uns oft schon Mitte September Bäume und Sträucher aus dem Osten Nordamerikas. Es sind die charakteristischen Arten des „Indian Summer“, wie Rotahorn, Zuckerahorn, Tupelobaum, Felsenbirnen oder Blumenhartriegel, die das Schauspiel eröffnen.

Auslöser für diesen Prozess sind die kürzer werden Tage in Verbindung mit den ersten kühleren Nächste. Diese Signale sorgen dafür, dass in den Blättern ein genetisch gesteuerter Alterungsprozess in Gang gesetzt wird. Dabei werden alle verwertbaren Speicherstoffe, Proteine und vor allem der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll abgebaut und in das Gewebe des Stammes verlagert. Im Frühjahr werden diese Ressourcen wieder für den neuen Blattaustrieb verwendet.

Durch den Abbau des chemisch sehr komplexen Chlorophylls verschwindet die grüne Färbung der Blätter. Sichtbar werden nun in vielen Fällen die gelben Blattfarbstoffe, die zur Gruppe der Carotinoide gehören. Sie sind wie das Chlorophyll an der Photosynthese beteiligt und den ganzen Sommer über in den Blättern vorhanden. Da sie chemisch weniger aufwendig sind, keinen Stickstoff enthalten und somit für die Pflanze weniger wertvoll sind, werden sie im Herbst nur teilweise abgebaut. Das ist der Grund für die überwiegend gelbe Färbung des Herbstlaubes.

Nach Abtransport aller verwertbaren Stoffe wird am Grunde des Blattstiels ein Trenngewebe gebildet, das die Leitungsbahnen kappt. Zudem wird eine Korkgewebe zur Versiegelung der späteren Blattnarbe angelegt. Erst dann wird der Blattstiel vollständig durchtrennt. Auf diese Weise entstehen durch den Blattfall keine offenen Wunden, in die Pilze oder andere Pathogene eindringen könnten.

Der herbstliche Laubfall wird also nicht durch Frost und starke Winde verursacht, sondern ist Resultat eines aktiven Prozesses der Pflanze zur Vorbereitung auf die ungünstige Winterzeit, in der die Wasserversorgung bei anhaltend gefrorenem Boden das größte Problem darstellt. Zugleich bedeutet der periodische Laubfall auch eine Möglichkeit zur Entsorgung giftiger Stoffwechselprodukte, die sich im Laufe der Vegetationsperiode in den Blättern angereichert haben.

Aber noch einmal zurück zu den Farben. Bei unseren heimischen Gehölzen treten überwiegend gelbe und braune Herbstfärbungen auf, rötliche Laubfärbungen sind selten. Zu den wenigen heimischen Arten mit roter Laubfärbung zählen etwa der Spitzahorn und die Elsbeere. In den sommergrünen Wäldern Ostasiens und an der Ostküste Nordamerikas dominieren hingegen die kräftigen Rottöne und verleihen der Herbstlandschaft einen besonderen Reiz. Im Nordosten Amerikas hat man für die kurze Zeit der intensiven Laubfärbung den Begriff „Indian Summer“ geprägt. Und in Japan bezeichnet man den Spaziergang unter den rot gefärbten Ahorn-Bäumen als „Momijigari“.

Anders als die gelbe und braune Färbung, geht die eindrucksvolle rote Laubfärbung auf eine Stoffgruppe zurück, die in dieser Übergangsphase neu gebildet wird. Es sind Anthocyane, die auch für die Rotfärbung reifender Früchte verantwortlich sind. Die biologische Bedeutung der herbstlichen Rotfärbung ist allerdings noch weitgehend unverstanden. Man hielt die herbstliche Anthocyanbildung in den Blättern lange für ein bedeutungsloses Nebenprodukt der sehr hohen Stoffwechselaktivität in dieser Übergangsphase. Aber die Häufung der roten Herbstfärbung in bestimmten geographischen Regionen deutet auf einen selektiven Vorteil unter bestimmten Bedingungen hin. Diskutiert wird zum Beispiel, dass die Anthocyane einen Teil der intensiven Sonnenstrahlung absorbieren können und damit vor Schäden in der empfindlichen Abbauphase schützen können. Es gibt aber auch Hinweise, dass die Rotfärbung eine Signalwirkung auf bestimmte Insektengruppen hat und den Befall durch Schädlinge reduzieren kann.

Unstrittig ist dagegen, dass die Art der Herbstfärbung und vor allem ihr Zeitpunkt in Anpassung an die klimatischen Bedingungen der Herkunftsregionen genetisch fixiert sind. Herbstliche Rotfärbungen nordamerikanischer oder ostasiatischer Gehölze treten also auch dann auf, wenn die Pflanzen in unserer Region und in unserem Klima kultiviert werden. Bei einem Rundgang durch die Gehölzsammlung des Botanischen Gartens kann man sich davon überzeugen. Die Nordamerikaner machen Ende September den Anfang. Mit zwei bis drei Wochen Verzögerung setzt dann Mitte Oktober auch die Färbung der ostasiatischen Gehölze ein. Den Abschluss bildet Anfang November meist der Ginkgo mit seinen leuchtend gelben Blättern.

 

Literatur

Archetti, M. (2009). Phylogenetic analysis reveals a scattered distribution of autumn colours. Annals of botany 103: 703-713.

Döring, T.F., M. Archetti & J. Hardie (2009). Autumn leaves seen through herbivore eyes. Proc. R. Soc. B. 276: 121-127.

Matile, P. (2000). Biochemistry of Indian summer: physiology of autumnal leaf coloration. Experimental Gerontology 35: 145-158.

 

Text und Foto: Dr. Ralf Omlor | 2005-2017