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Freitag, 10.02.2012
Ein Perpetuum mobile?
Nahrung aus der Luft

Im tropischen Regenwald wird nichts verschwendet. Jedes absterbende Blatt wird zersetzt und gelangt erneut in Kreislauf der Nährstoffe, das dichte Wurzelwerk filtert die Mineralien und organischen Substanzen aus dem Regenwasser heraus, so dass nahezu völlig nährstofffreies Wasser in die Flüsse gelangt.

Kann aber ein Perpetuum mobile auf diese Weise ewig Bestand haben? Wenn nur ein morscher Ast vom Baum bricht und in einen Fluss fällt, der ihn aus dem Wald hinaus ins Meer transportiert - müsste nicht bereits dieser geringe Verlust eine Wunde in ein sich selbst erhaltendes System schlagen? Wird denn nichts von außen zugeführt?

In gemäßigten Breiten werden durch die Verwitterung von Gesteinen Mineralstoffe freigesetzt, die Pflanzen über ihre Wurzeln aus dem Boden aufnehmen. Phosphor zum Beispiel, das für den Bau der DNA, der Erbsubstanz, benötigt wird, Magnesium, das beim Aufbau von Chlorophyll eine wichtige Rolle spielt oder Kalium, wichtiger Bestandteil vieler Enzyme. Im tropischen Regenwald dagegen hat der Urwald dem Boden bereits innerhalb vieler Millionen Jahre alle Nährstoffe entzogen. Nur wenige Mineralien gelangen durch die Verwitterung tieferer Bodenbereiche als Nachschub in das System.

 Orchideen
Orchideen
© Avis Multimedia Entertainment Inc.
Die Antwort liegt auch hier nicht im kargen Boden, sondern befindet sich hoch oben im Blätterdach. Dort haben sich Flugsamen in winzigen Humusinseln auf Astgabeln oder größeren Blättern festgesetzt. Aus den Samen wachsen Epiphyten, Pflanzen, die nicht auf dem Boden wurzeln, sondern eben weit oben in der Baumkrone. Nur hier haben sie eine Chance auf Licht, denn auf dem Waldboden kommt gerade mal 1% des einfallenden Sonnenlichtes an. Aber woher nehmen sie ihre Nährstoffe?

Die Aufsitzerpflanzen vergreifen sich nicht parasitär an dem Saftstrom der Bäume, die ihnen lediglich als Unterlage dienen. Die kleinen Humusmengen, in denen sie sich festgesetzt haben, reichen ebenfalls kaum aus, um die Versorgung auf lange Sicht zu gewährleisten. Als einzige Nahrungsquelle bleibt also die Luft!

Voraussetzung für diesen dürftigen Speiseplan ist allerdings der tägliche Regen. Das Regenwasser wäscht in der Luft enthaltene Mineralien aus und liefert so eine stark verdünnte Nährlösung. Messungen haben ergeben, dass im Tropischen Regenwald Mittel- und Südamerikas der Regen pro Hektar im Jahr 300 Gramm Phosphor einträgt, 3,6 Kilogramm Calcium und 12,6 Kilogramm Kalium. Ein großer Anteil davon wurde vermutlich über den Passatwind aus der Sahara hergeweht.

Bromelien sammeln Regenwasser in Blatt-Trichtern 
Bromelien sammeln Regenwasser in Blatt-Trichtern
© Avis Multimedia Entertainment Inc.
Diesen dünnen Nährstoff-Cocktail fangen Orchideen mit ihren Luftwurzeln ein, die sich besonders schnell mit Wasser voll saugen können. Bromelien haben spezielle Blatt-Trichter entwickelt, in denen sich das Wasser sammelt. Kleine Saugschuppen auf der Blattoberfläche entnehmen Wasser und Mineralien aus diesen kleinen Tümpeln. Viele Epiphyten sammeln Laub, Streu und vulkanische Asche zu einen Teppich von Humus in ihrem Wurzelgeflecht, der teilweise vom Wind herbeigeweht und teilweise von Ameisen herangetragen wird und der bei Regen schnell das Wasser bindet und speichert.

Aber was ist mit einem der wichtigsten Pflanzennährstoffen, dem Stickstoff? In der Luft ist er zwar elementar vorhanden, Pflanzen können ihn in dieser Form allerdings nicht aufnehmen. Hier helfen Gewitter: Bei jedem Blitzschlag verbrennt Luftstickstoff und Stickoxide bilden sich. In dieser Form löst sich der Stickstoff im Regenwasser und kann von den Pflanzen aufgenommen werden.

Die sich aus der Luft ernährenden Epiphyten spielen eine entscheidende Rolle im Stoffkreislauf des Regenwaldes. Sobald sie absterben, können die in ihnen gespeicherten Nährstoffe wieder in den Kreislauf mit einfließen. Ohne ausreichenden Niederschlag allerdings könnten diese Pflanzen im Regenwald nicht überleben.

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