Gesundheit: Warum wachsen die Bäume nicht in den Himmel?

Die Atmosphäre nimmt ständig Wasser auf, das anderswo abregnet. So verdunstet nicht nur über den Meeren, sondern auch über Land unentwegt Feuchtigkeit. Und wenn ein Wald das Land bedeckt?

Dann werde das Wasser einfach durch die Pflanzen hindurch gezogen, sagt Ernst Steudle, Pflanzenökologe an der Uni Bayreuth. Die Verdunstung an den Blättern bewirkt einen Sog, der das Wasser über ein Röhrensystem im Holz nach oben holt. „Die Hauptmenge des aufgenommenen Wassers wird an die Atmosphäre weitergegeben und nicht weiter von der Pflanze genutzt.“ So verdunstet eine 25 Meter hohe Buche mit einer Blattfläche von 1500 Quadratmetern an einem Sommertag 400 Liter Wasser – und sorgt für ein angenehm feuchtes Klima im Wald.

Die Pflanze reguliert zudem ihren Wasserhaushalt über die Wurzeln und das Leitungssystem, vor allem aber über verschließbare Poren in den Blättern. Erstaunlich ist, welch enorme Höhen Bäume mit ihrem Wassertransport überwinden. Der höchste lebende Küstenmammutbaum ist 113 Meter hoch. Eukalyptus-Arten werden ähnlich groß. Der starke Sog der Blätter und der Zusammenhalt der Wassermoleküle machen dieses Wachstum möglich.

In Wassermolekülen sind elektrische Ladungen unsymmetrisch verteilt. Daher ziehen sich die Moleküle untereinander an und können hohen Zugspannungen standhalten. Während technische Saugpumpen mit Drücken in der Nähe des Vakuums arbeiten, womit sich nur bis zu zehn Meter Höhenunterschied bewältigen lassen, bringen es manche Bäume durch den Unterdruck in ihrem Transportsystem auf mehr als 100 Meter.

Die Wasserleitung entgegen der Schwerkraft stößt jedoch irgendwann an die Grenzen. Um lichte Höhen zu erreichen, sind starke Unterdrücke vonnöten. Damit ändert sich auch der Siedepunkt des Wassers. Ist der Druck zu niedrig, bilden sich Gasblasen im Wasser, die den Fluss unterbrechen. Verschlechtert sich aber der Transport, stellt der Baum das Höhenwachstum ein.

Laubbäume haben weite Gefäße, durch die Wasser binnen einer Stunde 20 Meter hoch steigen kann. Die Gefäße der Nadelhölzer sind enger und befördern Wasser nur mit einem Meter pro Stunde. Trotzdem sind die höchsten Laubbäume und Nadelhölzer etwa gleich groß. Ein Grund dafür könnten unterschiedliche Übergänge zwischen den Gefäßen sein. Bei Nadelhölzern setzen diese Ventile dem Wassertransport sehr wenig Widerstand entgegen.