Warum haben Blätter so unterschiedliche Formen?

Es gibt eine Sache bei Blättern, auf die sich die Wissenschaft seit langem geeinigt hat: Sie wachsen nur so groß, wie es das verfügbare Wasser zulässt - aber nicht so groß, dass die gesamte Pflanze überhitzt.

Der Wasserteil macht Sinn. Wir alle brauchen Wasser, um zu wachsen. Und die Sonne? Blätter sammeln diese Strahlen und wandeln sie durch Photosynthese in Nahrung um.

Zu viel direktes Sonnenlicht und der Photosynthesemotor dreht sich heiß und es besteht die Gefahr des Ausbrennens.

Die Blätter einer Pflanze sind perfekt darauf ausgelegt, Sonnenlicht und Kohlendioxid einzufangen - und dank des Wunders der Photosynthese - sie in Nahrung umzuwandeln. (Foto: GiroScience / Shutterstock)

Wenn es um die Größe von Blättern geht, singen Pflanzen einen einfachen Refrain: Wasser wächst. Sonnenschein hält zurück. Und irgendwo in der Mitte gibt es eine glückliche Balance eines Blattes, das unter seinen eigenen Umständen genau die richtige Größe hat.

Nachdem australische Wissenschaftler kürzlich rund 7.000 Pflanzen aus der ganzen Welt untersucht hatten, fanden sie eine neue Variable in der Mathematik der Natur.

Es ist nicht nur das Risiko einer Überhitzung, das die Blätter in Schach hält, sondern auch die Kälte, die nachts kriecht.

"Sie setzen diese beiden Zutaten zusammen - das Risiko des Einfrierens und das Risiko der Überhitzung - und dies hilft, das Muster der Blattgrößen zu verstehen, das Sie auf der ganzen Welt sehen", sagte Ian Wright von der Macquarie University in Sydney gegenüber der BBC.

Tatsächlich sind Pflanzen möglicherweise viel vorsichtiger als zu viele Strahlen.

"Was wir zeigen konnten, ist über die Hälfte der Welt hinausgegangen. Die allgemeinen Grenzen der Blattgröße werden viel stärker durch das Risiko des nächtlichen Einfrierens als durch das Risiko einer Überhitzung während des Tages festgelegt", erklärte Wright.

Und genau wie die Bedingungen, unter denen Pflanzen wachsen, stark variieren, ändert sich auch die Größe der Blätter.

Aber machen nicht alle Blätter dasselbe?

Die Blätter eines gewöhnlichen Feigenbaums (links) könnten nicht unterschiedlicher aussehen als die eines Farns. (Foto: Pavel Vakhrushev / COLOA Studio / Shutterstock)

Was die Wissenschaft weit weniger sicher zu sein scheint, ist, warum Blätter so aussehen, wie sie aussehen.

Warum sieht das Laub eines Feigenbaums so anders aus als das eines Farns?

Sicherlich hat die Natur dieses wirbelnde Kaleidoskop aus Farben und Mustern nicht entworfen, um den Menschen in einem Zustand der Ehrfurcht und des Staunens zu halten?

Es stellt sich heraus, dass weder die Sonne noch die kalte Nachtluft - und schon gar nicht die Menschen gaffen - den Pflanzen sagen, wie sie sich anziehen sollen. Das ist wahrscheinlich eine Familienangelegenheit, die genau abgestimmt und innerhalb einer Art genetisch weitergegeben wird.

"Die Form der Blätter eines Baumes ist eine Reaktion auf die langfristige ökologische und evolutionäre Geschichte der Baumart", heißt es auf der Website der Biologieabteilung von Penn State.

Mit anderen Worten, eine Art entwickelt eine Art Blatt - sei es die einfache Offenheit eines Bananenblattes oder die feuchtigkeitsspeichernde Spindel, die die robuste Kiefernnadel ist.

Die Kiefernnadel ist auch eine Art Blatt - eines, das speziell entwickelt wurde, um Feuchtigkeit zu speichern und extreme Kälte abzulehnen. (Foto: Oleksandr Kostiuchenko / Shutterstock)

Richtige Pflanze, richtiger Ort (und rechtes Blatt)

Eine Studie aus dem Jahr 2003, ebenfalls von der Macquarie University in Australien, legt nahe, dass der Stil eines Blattes auch seine Funktion ist - um sicherzustellen, dass genau das richtige Blatt für eine bestimmte Umgebung entwickelt wird. Für die Pflanze ist es schließlich eine Frage von Leben und Tod, sie genau richtig zu machen.

Die Winkel in Blättern können beispielsweise eine Rolle dabei spielen, wie Sonnenlicht abgefangen wird. Scharfe Winkel, so die Studie, können die Lichtmenge verringern, die das Blatt während der dröhnenden Mittagssonne abfängt. Tatsächlich kann sich ein scharfkantiges Blatt selbst beschatten.

Umgekehrt haben rundere Blätter "ein größeres tägliches Abfangen von Licht und möglicherweise einen größeren Kohlenstoffgewinn".

Das tropische Kiefernblatt ist so abgewinkelt, dass es sich vor zu viel Sonne schützen kann. (Foto: Eduardo Lopez / Shutterstock)

Natürlich gibt es einige Grundregeln, die verhindern, dass Pflanzen zu weit außerhalb der Linien der Natur färben.

Das Design eines Blattes muss offen genug sein, um das Sonnenlicht für die wichtige Photosynthese einzufangen. Es muss auch sichergestellt werden, dass ein Blatt so geformt ist, dass die Poren - Stomatae genannt - genügend Kohlendioxid aufnehmen können, was diesen Prozess befeuert .

Blätter haben Poren, die ihnen helfen, Kohlendioxid einzuatmen, eine wichtige Voraussetzung für die Photosynthese. (Foto: phanthit.malisuwan / Shutterstock)

Und hier spielt die Größe eine Schlüsselrolle. Große Blätter ernten wie Sonnenkollektoren so viel Sonnenlicht wie möglich. Kleinere Blätter meiden zu viel Sonne und konzentrieren sich darauf, in der Kälte gebündelt zu bleiben.

Jede Art gestaltet ihr Laub anders, um es perfekt an ihre Umgebung anzupassen. Alles andere bedeutet das Ende der Pflanze.

Ein Forschungsbericht des Department of Agronomy des Staates Iowa verwendet die weinende Feige als dramatisches Beispiel:

„Die Gartenbauern, die dekorative Pflanzen verkaufen, haben viel Geld ausgegeben, weil sie viele Beschwerden bekommen:‚ Ich habe diese weinende Feige gekauft und sie mit nach Hause genommen, und alle Blätter sind abgefallen, jeder von ihnen! ' Sie sagen: ‚Nun, pass gut auf dich auf. Sie werden nachwachsen. ' Aber wenn sie nachwachsen, haben sie eine andere Größe, Form und Dicke als zuvor. “

Das liegt wahrscheinlich daran, dass diese Pflanzen ihre Blätter so entwickeln, dass sie perfekt zu einer bestimmten Situation passen - auch wenn diese Situation eine Veränderung vom Wohnzimmer zum Schlafzimmer darstellt.

Es ist bekannt, dass die weinende Feige ihre Blätter abwirft und selbst bei der geringsten Änderung ihrer Situation neue wächst. (Foto: Imageman / Shutterstock)

Letztendlich kann es sich etwas so Entscheidendes für das Überleben einer Pflanze nicht leisten, alles andere als perfekt zu sein. Schönheit ist zufällig ein Nebenprodukt dieser funktionalen Perfektion.

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