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Fossilien zeigen uns, dass vor etwa 250 Millionen Jahren, kein Baum auf der Erde gebaut war, um
bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu überleben. Sie waren alle für das Leben in den Tropen gebaut,
wo es immer warm und Wasser immer flüssig ist, wo die Blätter das ganze Jahr sicher sind ohne
Angst vor Frost.
Würde man einen Tropenbaum (sowohl urzeitlich als auch modern) nehmen und ihn im Winter nach
Sibirien oder Patagonien bringen, würde sein Wasser zu scharfkantigen Wasserkristallen gefrieren und tödlich die
Zellen in all seinen Blätter zerstechen. Das gleiche passiert mit Salat oder Spinat
wenn dieser gefriert.
Kaltes Wetter bedeutet auch, dass Wasser im Pumpsystem des Baums gefriert, wodurch sich gefährliche
Luftbläschen im Eis bilden, von der Luft, die zuvor im flüssigen Wasser gelöst war.
Das Eis selbst verursacht kaum Schaden, aber wenn es taut, bleiben die Bläschen, was ein
Problem ist, da das komplette Pumpsystem darauf setzt, dass die Anziehung zwischen den Molekülen der
Wassermoleküle besteht und sich diese so aneinander gegen die Schwerkraft hoch ziehen. Luftbläschen trennen
diese Kette von Molekülen, und somit den Wasserfluss.
Um den kalten Winter zu überleben, muss der Baum zwei Dingen vermeiden: Bläschen in seinen Röhrchen
und direkten Schaden an den Zellen durch Eiskristalle.
Bäume haben das erste Probem gelöst, bevor sie das heiße Klima überhaupt verlassen haben, da Luftbläschen
auch ein Problem während Dürren sind. Wenn die Pflanzen stärker arbeiten müssen um Wasser aus dem Boden zu bekommen,
können ihre wasserleitenden Röhrchen versehentlich kleine Mengen Luft aus den umgebenden Zellen anziehen.
Um dem entgegenzuwirken haben Bäume in den trockenen Tropen dünnere Röhrchen entwickelt, welche dank der
kontraintuitiven Physik von Bläschen, weniger Bläschen-Blockaden verursachen als die großen
Röhrchen ihrer Cousins aus den Feuchttropen. Auf diese Art wurde das Pumpen der an Dürren angepassten Bäumen
zufälligerweise vorzeitlich auch für die Kälte umgesetzt, bevor diese sich auch jenseits der Tropen
verteilten.
Als die Bäume dann in den kalten Orten ankamen, haben sie zwei Techniken entwickelt die sie noch immer benutzen,
um gefrorene Blätter zu vermeiden: eine ist die Blätter mit zuckerartigem Saft zu füllen, eine biologische Version von
Frostschutzmittel. Manche Bäume -- hauptsächlich immergrüne Nadelbäume wie Pinien oder Fichten -- benutzen ausschließlich
diese Methode und halten ihre Nadel-artigen Blätter mit einem super starken Frostschutzmittel durch
das Jahr weg ungefroren. Aber andere Spezien, wie Ahorn, Birken und Lärchen, verbinden eine weniger extreme
Menge von Zucker in ihren Blättern mit dem Verfahren die Blätter während dem Winter abzuwerfen, um Gefrierbrand
zu vermeiden.
Diese Techniken sind Anpassungen einzig gegen die Kälte - naja, waren - bis Nachkommen
der Blätter-abwerfenden Bäumen es zurück in die trockenen Tropen schafften, wo ihnen ihre Strategie hilft
mit den langen saisonalen Dürren umzugehen, die in monsunischen Klimazonen auftreten.
Soviel wir wissen, ist der Zuckersaft die einzige Anpassung die nur an kalten Orten sinnvoll ist,
was der Grund ist, wieso man in den Norden muss, wenn man das super süße Frostschutzmittel
anzapfen will, das vielleicht selbst dir helfen könnte, den Winter zu überleben - wir nennen es Ahornsirup.