Überraschende Studie: Extreme Hitze macht Pflanzen zu CO2-Schleudern

Pflanzen spielen für unser Klima eine enorm wichtige Rolle. Durch winzige Poren in ihren Blättern absorbieren sie während der Photosynthese Kohlenstoffdioxid und Wasser und wandeln es mit Hilfe der Sonnenenergie in Zucker und Sauerstoff um.

Dass die Pflanzen Kohlenstoffdioxid absorbieren, einen Haupttreiber des Klimawandels, ist von enormer Bedeutung für das Ökosystem. Doch wie stabil ist der Stoffwechselprozess der Photosynthese im Hinblick auf global steigende Tempertaturen? Wann wird es der Pflanzenwelt zu warm?

Eine neue Studie der University of British Columbia zeigt, wie fragil der Prozess der Photosynthese ist. Er könnte, so die Studie, durch steigende Temperaturen nicht nur ins Schwanken gebracht, sondern sogar in sein Gegenteil verkehrt werden.

Dr. Sean Michaletz vom Insitut für Botanik der University of British Columbia forscht darüber, wie Pflanzen auf Hitze reagieren. Seine Forschungsergebnisse zeigen, dass Pflanzen auf eine andere Art und Weise Wasser abgeben könnten, als bislang angenommen.

Pflanzen verlieren Wasser durch ihre Wachsschicht

Lange galt die Annahme, dass die Pflanzen ihr Wasser hauptsächlich durch ihre Poren verlieren. Diese verschließen sich bei extremer Hitze und konservieren Wasser.

Im Zuge ihrer Forschungen konnten die Wissenschaftler jedoch herausfinden, dass die Pflanzen bei steigenden Temperaturen mehr Wasser durch ihre Kutikula (Cuticula) verlieren. Das ist eine Wachsschicht, die auf den Blättern von Pflanzen liegt und diese stabilisieren und vor Wasserverlust schützen soll.

B​ei Hitze verlieren Pflanzen viel Wasser

Bei großer Hitze verlieren Pflanzen Wasser, können aber kein Kohlenstoffdioxid mehr aufnehmen. Die Effekte der Photosynthese würden dadurch verringert und die Rolle der Pflanzen bei der Verringerung des Ausstoßes von Kohlenstoffdioxid geschmälert. Bei extremen Temperaturen könnten sie sogar zu Quellen von Kohlenstoffdioxid werden und den Klimawandel so weiter antreiben.

Laut der Studie könnte ein mittelgroßes Blatt, das einer Temperatur von 50 Grad ausgesetzt ist, über seine Kutikula jeden Tag ein Drittel eines Teelöffels an Flüssigkeit verlieren. Wenn man diese Annahme auf ganze Wälder hochrechnet, könnte dies einen großen Einfluss haben. Ein Effekt, den die derzeitigen Modelle zum Klimawandel wenig berücksichtigen.

Wie heiß ist zu heiß?

In einer weiteren Studie von 200 verschiedenen Pflanzenarten in Vancouver konnte man sehen, dass die Photosynthese zwischen 40 und 51 Grad nicht mehr funktioniert und zusammenbricht.

Weitere Studien legen nahe, dass Temperaturen von 60 Grad die Maximaltemperaturen für das Überleben von Pflanzen sind. Bei höheren Temperaturen brechen die Pflanzenproteine auseinander und führen zu Verletzungen der Zellen und deren Absterben. Nur wenige Wüstenpflanzen und tropische Pflanzen konnten diesen extremen Temperaturen bislang trotzen.

P​flanzen könnten mehr Kohlenstoffdioxid freisetzen, als sie absorbieren können

Was der „Kipppunkt“ für Pflanzen ist, wird derzeit weltweit erforscht. Bei einem Kipppunkt setzt eine Pflanze mehr Kohlestoffdioxid frei, als sie absorbieren kann. Pflanzen würden dann zu einer Quelle von Kohlenstoffdioxid werden, statt zu dessen Reduktion beizutragen.