Pflanzen entscheiden, ob Chemie stimmt

Pflanzenarten sagen mehr über die chemische Funktionsweise eines Ökosystems aus als sein Boden, seine Geologie oder die geographische Höhe.

 

Zu dieser Erkenntnis gelangten jetzt Forscher der Carnegie Institution of Science in einer im Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie. Pflanzen sind ein wahres Arsenal an Chemikalien- sie stecken voller kohlen- und stickstoffhaltiger Verbindungen, aber auch Wasser. Die Wissenschaftler um Erstautorin Kyla Dahlin machten diese Substanzen sichtbar- mit Hilfe der hochauflösenden Infrarot-Aufnahmetechnik CAO AToMS (Carnogie Airborne Observatory Airborne Taxonomic Mapping Systems). Diese deckt ein Farbenspektrum von 380 bis zu 2510 Nanometern (nm) Wellenlänge ab. Zum Vergleich: Das menschliche Auge nimmt lediglich den Bereich zwischen 400 und 700 nm wahr.

 

Die resultierenden Bilder zeigten Kohlenstoff-Dominanz in Blättern als rot, Stickstoff als grün und Wasser als blau an, während die dunklen Flächen, überwiegend von „alternden“ Gräsern dominiert, als chemisch „arm“ einzustufen waren.

Foto: Kyla Dahlin, CAO

Pflanzenarten erklären chemische Vielfalt am besten

 

Dahlin: „Die Pflanzenzusammensetzung unserer Versuchsgebiete erklärte 46 bis 61 Prozent und damit den Großteil ihrer chemischen Vielfalt.“ Um zu verstehen, wie ein Ökosystem funktioniert, ist es entscheidend, seine Chemie und seine Nährstoff- und Energieflüsse zu kennen. Das wiederum ermöglicht Vorhersagen darüber, wie sich die Natur, insbesondere angesichts des Klimawandels, in naher bzw. ferner Zukunft verändern wird.

 

Laut den Forschern ist es also die botanische Artenzusammensetzung, die die chemische Zusammensetzung der untersuchten Savannen, des Feuchtlandes und anderer Landschaftsformen in North Carolina (Jasper Ridge Biological Preserve) maßgeblich beeinflusste. Bodenbeschaffenheit, Geologie und (historische) Landnutzung spielen zwar ebenfalls eine Rolle, doch war diese mit etwa 25 Prozent "Erklärungspotential" deutlich kleiner. Ko-Autor Greg Asner erläutert: „Diese Studie demonstriert eindrucksvoll, wie die neuesten spektrometrischen Luftkartiertechniken dazu eingesetzt werden können, aus den chemischen Substanzen in den Blättern der Pflanzen auf Informationen zur Biodiversität und zur Umwelt zu schließen.“ NISO

 

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