Pflanzen können sich nach dem Verbrennen erholen. Warum sollten einige Arten im Amazonasgebiet lokal vernichtet werden?

Pflanzen können sich nach dem Verbrennen erholen. Warum sollten einige Arten im Amazonasgebiet lokal vernichtet werden? Knopfgras überlebt und wächst nach einem Brand schnell wieder nach. Tasmanien, Australien. Tim Rudman / Flickr, CC BY-SA

An einem Ort verwurzelt zu sein, gibt Pflanzen die Stabilität, die sie brauchen, um zu wachsen und zu gedeihen. Aber wie die Amazonas-Brände zeigen, kann dies schnell zu einem tödlichen Nachteil werden. Ohne Fluchtmittel scheinen Pflanzen gegen die herannahenden Flammen machtlos zu sein. Aber während sie nicht vor dem Feuer davonlaufen können, bedeutet das nicht unbedingt den sicheren Tod.

Es ist schwer zu glauben, wenn man die Folgen eines verheerenden Feuers betrachtet, aber Pflanzen können sich tatsächlich erholen. Sprosse können aus Teilen der Pflanze nachwachsen, die vor dem Feuer geschützt sind, z. B. Knospen, die unter dicker Rinde oder unter einer Schicht isolierenden Bodens vergraben sind. Pflanzen, die nach einem Brand überleben und sogar gedeihen können, sind in Ökosystemen wie tropischen Savannen weit verbreitet, in denen Gräser aus unterirdischen Trieben nachwachsen, auch wenn die gesamte Vegetation an der Oberfläche verbrannt wurde.

Pflanzen können nicht nur das Feuer überleben, sondern auch die Erfahrung der Verbrennung nutzen, um sich auf künftige Brände vorzubereiten. In einer aktuellen Studie haben wir das herausgefunden Savannengräser mit Feuererfahrung waren anders als die, die noch nie zuvor verbrannt worden waren. Feuersichere Gräser investierten mehr von ihrem lebenden Gewebe oder ihrer Biomasse unter die Erde, nachdem sie ein Feuer überstanden hatten - wo es vor der Hitze nachfolgender Brände geschützt war - und setzten mehr Ressourcen für die Vermehrung ein, indem sie mehr Blumen produzierten.

Diese Unterschiede können dazu führen, dass feuergefährdete Pflanzen nach dem Brand größere Mengen gespeicherter Ressourcen nachwachsen müssen und mehr Samen produzieren, damit die nächste Generation in den durch das Feuer geöffneten Lücken aufspringt, als feuergefährdete Pflanzen. Diese anhaltenden physischen Unterschiede können als Erinnerungen an das Feuer in den weisen Pflanzen betrachtet werden, die ihnen helfen, besser vorbereitet zu sein, wenn ihre Umgebung das nächste Mal brennt.

Gedächtnis bei Tieren ist ein Produkt ihres Bewusstseins - die Ereignisse, die sie erleben, werden gespeichert und können vom Gehirn abgerufen werden. Pflanzen haben keine vergleichbare Anatomie, können jedoch auf plötzliche Veränderungen in ihrer Umgebung wie Waldbrände reagieren, indem sie ihre Wachstumsgewohnheiten ändern. So sind sie besser vorbereitet, falls das Gleiche in Zukunft wieder vorkommt. Ebenso wie wilde Tiere lernen, Menschen nach gewaltsamen Begegnungen auszuweichen, verlagern sich Pflanzen, um einen größeren Teil ihrer Masse in Erinnerung an das Feuer, das sie knapp überlebt haben, unter Tage zu lagern.

Hoffnung auf verbrannte Erde?

Feuer und stressige Ereignisse verursachen Veränderungen an Pflanzen, die nicht permanent in ihrem genetischen Code verankert sind, und können daher als Produkt ihres Kurzzeitgedächtnisses betrachtet werden. Es ist wahrscheinlich, dass das Ereignis in vorübergehenden Veränderungen des Pflanzengenoms aufgezeichnet wird, die die DNA-Sequenz selbst nicht verändern.

Die physikalischen Unterschiede zwischen einer feuerfesten und einer feuerfesten Pflanze entstehen, weil Pflanzen ihre Struktur und ihr Aussehen ändern können, um in einer sich ändernden Umgebung flexibel zu bleiben. Indem Pflanzen im Wesentlichen an kurzfristigen Erinnerungen an Brände festhalten, können sie ihr Überleben im plötzlichen Chaos eines Feuers und seinen Folgen maximieren und dauerhaftere Änderungen ihrer Struktur vermeiden, die bei einer erneuten Änderung der Umgebung möglicherweise nicht hilfreich sind - zum Beispiel wenn Brände werden in einem Gebiet von Menschen dauerhaft verhindert.

Gräser scheinen sich für einige Zeit an das Feuer zu erinnern. Die Unterschiede zwischen zuvor verbrannten und unverbrannten Pflanzen bestanden seit mindestens einem Jahr, so lange haben wir sie untersucht, aber diese Unterschiede werden wahrscheinlich noch viel länger anhalten. Das gleiche Muster kann bei Pflanzen beobachtet werden, die auf andere stressige Ereignisse reagieren, wie z Dürren or Überschwemmungen. Junge Weizenpflanzen, die zum ersten Mal im Wasser gelagert wurden, wuchsen weiter und erbrachten höhere Erträge, wenn sie in Zukunft wieder im Wasser gelagert wurden.

Menschliche Aktivitäten - wie Brandrodung und Brandrodung - und der Klimawandel haben zusammen dazu beigetragen, die Häufigkeit, Intensität und Ausmaß von Waldbränden. Da sich einige Pflanzen jedoch auf künftige Brände vorbereiten können, könnten die Pflanzengemeinschaften im Laufe der Zeit widerstandsfähiger gegen diese Ereignisse werden.

Das ist zumindest die Hoffnung, aber viele Pflanzenarten können sich nicht von einem Feuer erholen und werden sofort von Flammen getötet. Die Fähigkeit, Brände zu überleben, ist häufig bei Pflanzen zu finden, die sich in feuergefährdeten Umgebungen entwickelt haben, wie z. B. Grasland, Savannen und Heideland. Aber es gibt viele Ökosysteme, die selten brennen, wie tropische Regenwälder, in denen Pflanzen kaum oder gar keine Abwehrkräfte gegen Feuer haben und die sie in ihrer Entwicklungsgeschichte noch nie erlebt haben.

Solche Arten können lokal ausgestorben sein, es sei denn, ihre Samen halten den hohen Temperaturen stand. Die Flora des Amazonas ist dieser Herausforderung sicherlich nicht gewachsen - die Brände dort können verheerende und langfristige Folgen haben.Das Gespräch

Über den Autor

Kimberley Simpson, Postdoktorand für Ökologie, University of Sheffield

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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