Der Amazonas-Regenwald ist der weltweit größte Produzent von Isopren, einem Gas, das hauptsächlich von Baumblättern abgegeben wird. Isopren schützt die Bäume vor verschiedenen Stressfaktoren. Es beeinflusst auch unsere Atmosphäre und unser Klima, indem es zur Produktion von Partikeln beiträgt, die Wolken bilden können.
Die Bäume im zentralen Amazonaswald produzieren auf unterschiedliche Weise Blätter, die als phänologische Blatttypen bezeichnet werden. Einige Bäume behalten ihre Blätter das ganze Jahr über und produzieren langsam und kontinuierlich neue Blätter. Sie werden als immergrüne Bäume bezeichnet. Andere werfen ihre Blätter massiv ab – sie bleiben einige Wochen lang kahl – und produzieren zu einem bestimmten Zeitpunkt des Jahres neue Blätter. Diese werden als kurz-laubabwerfende Bäume bezeichnet.
In einer neuen Studie wollten Michelle Robin und ihre Kollegen herausfinden, ob diese Unterschiede in der Phänologie der Blätter einen Einfluss darauf haben, ob und wie viel Isopren die Bäume ausstoßen. Um dies zu untersuchen, bestimmte das Team die Isopren-Emissionen der Blätter unter Standardlicht- und -temperaturbedingungen. Außerdem erfassten sie bei 175 Bäumen von 124 verschiedenen Baumarten weitere morphologische, physiologische und chemische Merkmale der Blätter, so genannte Traits. Das ist keine leichte Aufgabe, wenn man bedenkt, dass die meisten der gemessenen Bäume höher als 20 Meter waren! Aber dank der Hilfe eines unglaublichen Teams von Baumkletterern und Feldassistenten wurde es möglich.
Bei ihren Messungen konnten die Forschenden eine Reihe interessanter Zusammenhänge feststellen:
- Bei immergrünen Bäumen wurden Isopren-Emissionen mit Blättern in Verbindung gebracht, die in die mechanische Verteidigung investieren: Widerstandsfähigere Blätter, die weniger Photosynthese betreiben und keine Monoterpene (eine chemische Abwehrverbindung) speichern.
- Bei kurz-laubabwerfenden Bäumen wurden höhere Isoprenemissionen mit Blatteigenschaften in Verbindung gebracht, die auf Investitionen in die chemische Verteidigung hindeuten: Hohe Isoprenemissionen gingen mit höheren Mengen an Sesquiterpenen und phenolischen Verbindungen einher.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Art und Weise, wie Isoprenemissionen mit mechanischer oder chemischer Verteidigung verbunden sind, zwischen den verschiedenen phänologischen Blatttypen im zentralen Amazonasregenwald variiert. Das Verständnis dieser Zusammenhänge kann den Wissenschaftlern helfen, aktuelle und künftige Vorhersagen über Isoprenflüsse aus dem Amazonaswald in die Atmosphäre zu verbessern. Dies ist angesichts der Bedeutung von Isopren-Emissionen äußerst wichtig. Sie spielen eine wichtige Rolle für das Überleben der Bäume (indem sie sie vor zahlreichen Stressfaktoren schützen) und für die Klimaregulierung (indem sie an der Wolkenbildung beteiligt sind). Diese Ergebnisse tragen dazu bei, weiter zu bewerten, wie sich die derzeitigen globalen Klimaveränderungen auf Isopren-Emittenten und Nicht-Emittenten unterschiedlich auswirken und wie sich dies folglich auf das Klima der Erde auswirken wird.
Robin et al. veröffentlichten die Studie “Interactions between leaf phenological type and functional traits drive variation in isoprene emissions in central Amazon forest trees” Open Access in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Frontiers in Plant Science.
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