Die Natur und die Evolution haben raffinierte Wege gefunden, damit Bäume ihre Samen weit und breit verbreiten können. Dazu gehören Leckerbissen, die Tieren angeboten werden, die die Samen unwissentlich anderswohin transportieren (manchmal in ihrem eigenen Verdauungstrakt), um sie einzupflanzen, und Samenschoten, die explodieren und vom Wind verbreitet werden.
Auch die Birke nutzt den Wind zur Bestäubung und Samenverbreitung. Sie produzieren eine große Anzahl winziger, leichter, geflügelter Samen, die mit dem Luftstrom segeln und gleiten. Weiden hingegen setzen flauschige Samen frei, die sich mit dem Wind durch einen Fallschirmeffekt fortbewegen. Die Samen von Esche, Feldahorn und Hainbuche erzeugen ihren eigenen Auftrieb mit speziell entwickelten Flügeln. Diese "Hubschraubersamen" drehen sich beim Fallen und erzeugen so eine Flugart, die Experten als Autorotation bezeichnen.
Laubbäume werfen auch jedes Jahr ihre Blätter ab und verlieren dabei etwa 40 Prozent des von ihnen aufgenommenen Kohlenstoffs und eine erhebliche Menge an Nährstoffen. Diese Stoffe sind jedoch nicht für immer verloren, da sie vom Baum selbst wiederverwertet werden können, wenn sie nahe genug fallen und sich im Verhältnis zum Mutterbaum zersetzen.
"Die evolutionäre Sichtweise legt nahe, dass Bäume ihre Blätter optimieren können, indem sie sie dort ablegen, wo sie Nährstoffe recyceln und die Bodenbedingungen lokal verbessern können", erklären Matthew D. Biviano und Kaare H. Jensen vom Fachbereich Physik an der Technischen Universität Dänemark in ihrer neuen Studie. "Formanpassungen, die aerodynamische Effekte ausnutzen, ermöglichen es den Samen des Fallschirm-Löwenzahns, des gleitenden Java-Gurkensamens oder des Hubschrauber-Ahorns, langsam zu fallen und sich, vom Wind getragen, auffällig weit von der Mutterpflanze abzusetzen. Im Gegensatz zu Pollen und Samen müssen die Blätter jedoch schnell zu Boden fallen, um die Nährstoffkonzentration in der Nähe zu erhöhen.
Das Forscherteam untersuchte, wie die Form der Blätter von Laubbäumen den Blattfall beeinflusst. Dazu verwendeten sie ein "automatisches Absetzgerät", mit dem sie pro Tag 100 Freifallversuche mit biomimetischen Papierblättern durchführten. Die Blätter wurden in Wasser fallen gelassen, damit ihre Bewegung genauer analysiert werden konnte. Das Team stellte fest, dass die meisten Papierblätter schnell fielen, was wichtig ist, damit sie in der Nähe des Baumes fallen, wo Nährstoffe und Kohlenstoff richtig recycelt werden können.
"Die meisten der 25 repräsentativen Blätter fielen mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wie unsere Kontrolle (eine kreisförmige Scheibe). Auffallend ist, dass die Blätter von Arabidopsis mit asymmetrischen Blättern 15 % langsamer fielen als die Wildtyp-Modelle. Die Anwendung dieser Mutation auf die Blätter von Laubbäumen zeigte eine ähnliche Verringerung der Geschwindigkeit", schreibt das Team in einer Studie , in der die Ergebnisse veröffentlicht werden. "Die Daten, die die Korrelation zwischen Form und Ablagerung über eine breite Palette von natürlichen, mutierten und künstlichen Blättern zeigen, unterstützen die Hypothese der schnellen Blätter: Laubblätter sind symmetrisch und relativ ungeteilt, zum Teil weil dies ihre Ablagerungsrate und die damit verbundene Nährstoffspeicherung maximiert."
Bei nicht symmetrischen Blättern wiederum wurde festgestellt, dass sie langsamer fallen, weil sie sich beim Fallen drehen. Das Team stellte die Theorie auf, dass die Symmetrie der Blattform bei Laubbaumarten evolutionär durch die Tendenz zum schnellen Fall bedingt ist. Dies erleichtert das lokale Nährstoffrecycling durch den Boden und hilft so den Bäumen und ihren Nachkommen zu überleben.
All dies ist zwar interessant und sicherlich plausibel, doch das Team betont, dass andere Faktoren die Blattform beeinflussen, auch wenn das Nährstoffrecycling eine wichtige Rolle spielen könnte. Sie fügen hinzu, dass sich auch der Klimawandel nachweislich erheblich auf die Form und Symmetrie der Blätter auswirkt, was wiederum das Nährstoffrecycling der Bäume beeinflussen könnte.
