Ein gekrümmter Baum kann auf der gegenüberliegenden Seite Holz bilden, um allmählich wieder eine gerade Form anzunehmen.
Forschende beobachteten diesen Mechanismus an jungen Pappeln. Waagerecht positioniert, begannen die Bäume, ihre Stämme nach oben zu krümmen. Die Pflanze reagiert dabei insbesondere auf die Schwerkraft, um ihr Wachstum neu auszurichten. Die Pappel bildet daraufhin ein besonderes Holz an der Oberseite ihres Stammes. Dieses sogenannte Zugholz übt durch seine Kontraktion eine Kraft aus. Dieser Zug wirkt auf die Form des Stammes und lässt ihn allmählich wieder nach oben wachsen.
Schema einer jungen Pappel, die Zugholz bildet, mit mikroskopischen Aufnahmen der Zellwände von Zugholz und gegenüberliegendem Holz.
Quelle: Normand et al., Scientific Reports, CC BY 4.0.
Nach etwa zehn Tagen wurden die Pappeln auf einer rotierenden Vorrichtung installiert. Diese verwischte die Richtung der Schwerkraft. Licht aus allen Richtungen beseitigte außerdem sämtliche Lichtorientierungspunkte.
Dem Baum blieb nun nur noch eine Information: die gekrümmte Form seines eigenen Stammes. Diese Fähigkeit, die Position oder Form des eigenen Körpers wahrzunehmen, wird als Propriozeption bezeichnet. Frühere Arbeiten hatten bereits gezeigt, dass Pflanzen über diese Fähigkeit verfügen.
Die Pappeln begannen daraufhin, sich wieder aufzurichten. Das Zugholz, das zuvor an der Oberseite entstanden war, bildete sich nicht mehr. Die Forschenden entdeckten dieselbe Holzart an der gegenüberliegenden Seite. Die ausgeübte Kraft wechselte also die Seite.
Die Versuchsanordnung
Konkret kann Zugholz je nach der Stelle, an der der Baum es bildet, zwei entgegengesetzte Bewegungen erzeugen. Der Baum kann seinen Stamm zunächst krümmen, um die Vertikale wiederzufinden, und anschließend eine Gegenkraft auslösen, damit er diese Position nicht überschreitet.
Dieses Funktionsprinzip hilft zu verstehen, wie ein Baum trotz Wind, Hanglage oder Verformung seine Haltung kontrolliert. Er kombiniert mehrere Informationen, darunter die Schwerkraft, das Licht und seine eigene Krümmung. Eine schlechte Koordination kann außerdem innere Spannungen erzeugen und die Qualität des Holzes verändern.
Die Forschenden wollen dieses Wissen nun nutzen, um die Form von Bäumen und die Qualität des Holzes besser zu untersuchen. Dieser Mechanismus könnte auch für die Auswahl von Kulturpflanzen interessant sein, die aufrecht bleiben können, wenn ihre Stämme Gefahr laufen, sich bis zum Boden zu neigen.