Bunte Blätter des Ahorn im Gras

Alljährliches Phänomen

Warum verfärben sich im Herbst die Blätter der Bäume?

Die ersten Herbstboten sind bunt verfärbte Blätter an Bäumen. Doch warum färben Bäume ihre Blätter gelb, rot, braun und orange? Bäume teilen sich ihre Nährstoffe genau ein. Da sie im Winter zur Minimierung der Verdunstung ihre Blätter abwerfen, „recyceln“ sie zuvor alle wichtigen Stoffe. Vor allem das fehlende Chlorophyll lässt die Blätter in einer anderen Farbe erscheinen. Das alles überlagernde Grün ist verschwunden und für den Winter in den Wurzeln gespeichert.

Der Baum im Winter

Im Winter müssen sich unsere Bäume gegen unterschiedliche Probleme durchsetzen. Sie ertragen Frost, Wassermangel und hohe Lichteinstrahlungen. Dabei fahren sie ihren Stoffwechsel auf ein Minimum herunter. Die wichtigste Anpassungsstrategie der Laubbäume ist der Laubabwurf im Herbst. Dadurch verringern sie ihre Verdunstungsoberfläche und trocknen in den Monaten mit gefrorenem Boden nicht aus. Zudem müssen sie abgeworfene Blätter nicht mehr mit Nährstoffen versorgen.

Ein Baum ohne Blätter bietet bei Schneefall weniger Auflagefläche. Dadurch brechen die Äste unter den Schneelasten nicht ab. Zusätzlich schützt das Laub auf dem Boden die Wurzeln. Die Blätter wirken wie eine Isolierschicht und geben im Frühling einen natürlichen Dünger ab.

Warum sind Blätter eigentlich grün?

Die Blätter der Bäume enthalten unterschiedliche chemische Verbindungen. Die Chloroplasten beispielsweise sind Zellorganelle, die in höheren Pflanzen und Algen vorkommen. In ihnen findet die Photosynthese statt. Der Farbstoff Chlorophyll erfüllt dabei wichtige Funktionen. Er ist grün, da er überwiegend langwelliges Licht (rot und blau) absorbiert, kurzwelliges Licht (grün) jedoch reflektiert. Im Blatt gibt es neben dem Chlorophyll auch andere Farbstoffe. Sie werden vom Chlorophyll fast vollständig überlagert, wodurch die Blätter grün erscheinen.

Die Ausnahme bilden Bäume mit ganzjährig roten Blättern. Blutbuche oder Blutpflaume fallen in diese Kategorie. Andere an der Photosynthese beteiligte Stoffe wie Anthocyane und Carotinoide überwiegen in ihren Blättern. Sie absorbieren das Licht im kurzwelligen Bereich und reflektieren rotes Licht. Durch ihre Menge im Blatt überlagern sie die grünen Chloroplasten und das Blatt erscheint rot.

Herbstfarben als Recycling-Motor

Bei Bäumen in unseren Breitengraden beginnt sich das Laub mit den kürzeren Tagen zu verfärben. Das Phänomen wird über Hormone in der Zelle gesteuert. Der Grund für die Verfärbung ist ein ausgeklügelter Recycling-Prozess. Chloroplasten, die das Chlorophyll enthalten, bestehen unter anderem aus einem wertvollen, limitierten Baustein des Baumes: Stickstoff. Das Chlorophyll selbst hat in der Mitte seiner Molekülkonstruktion ein Magnesium-Ion. Diese beiden Stoffe werden vor dem Blattfall aus den Zellen gezogen und in Stamm und Wurzeln eingelagert. Der Baustein des Blattes selbst ist Cellulose. Es besteht aus Kohlenstoffdioxid und Wasser. Beides ist im Frühling sofort und unlimitiert verfügbar und kann deshalb mit dem Laubfall weggeworfen werden.

Und was ist mit Nadelbäumen?

Nadelbäume fahren im Winter eine andere Strategie. Sie verstärken ihre Nadeln und lagern Stoffe ein, die sie vor dem Erfrieren schützen. Eine Wachsschicht verhindert zudem die Verdunstung. Der Vorteil: Sie müssen im Frühling kaum neue Nadeln bilden und starten schon früh mit der Photosynthese. Durch elastische, eher nach unten hängende Äste rutschen Schneemassen ab einem kritischen Gewicht einfach zu Boden. Der Nachteil: Bei warmen Temperaturen verliert der Baum trotz Schutzschicht ein wenig Wasser über die Spaltöffnungen der Nadeln. Eine Ausnahme bildet die Lärche. Sie hat zwar Nadeln, wirft diese im Herbst aber wie die Laubbäume ab.

Der Unterschied zwischen orangen und roten Blättern

Neben dem Chlorophyll sind noch andere Farbstoffe wie Carotine und Xanthophylle in Blättern vorhanden. Sie werden nicht aus den Blättern gezogen, da sie reine Kohlenstoffverbindungen sind. Sie sind orange-gelb gefärbt und kommen zum Vorschein, sobald das Chlorophyll abgebaut und die Chloroplasten in Chromoplasten umgewandelt sind. Bäume, die im Herbst leuchtend rote Blätter aufweisen, synthetisieren weitere Farbstoffe – die Anthocyane. Hier scheiden sich die Meinungen, aus welchem Grund die aufwändige Herstellung betrieben wird. Die Stoffe wirken wie ein UV-Filter. An kalten Tagen mit viel Sonne können die Anthocyane vor Sonnenbrand schützen. Andere Studien zeigen, dass von Insekten befallene Bäume ihre Blätter im Herbst stärker färben. Sie schützen sich so vor Schädlingen, die ihre Eier ablegen. Der rote Farbstoff kommt außerdem in Blüten und reifenden Früchten vor.

Die meisten Bäume mit roter Herbstfärbung stammen aus Nordamerika. Bei uns wird dieses Phänomen „Indian Summer“ genannt. Beispiele sind der Fächerblattahorn, die Amerikanische Hainbuche, die Purpur-Erle oder der Amberbaum.

Die Autorin: Marina Winkler

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