Leben

Bäume geben ihr Wissen an den Nachwuchs weiter

Bäume geben ihr Gedächtnis in den Samen weiter.

Bäume geben ihr Gedächtnis in den Samen weiter.

Bäume können sich im Lauf ihres Lebens nicht nur an neue Bedingungen anpassen: Sie können diese «Erinnerung» sogar vererben.

Es gibt Menschen, die Bäume umarmen, um daraus Kraft und Energie zu schöpfen. Ob dieser Energiefluss wirklich funktioniert, sei dahingestellt. Der Baum nimmt keinen Schaden. Aber vielleicht können sich die Bäume sogar an die liebevolle Umarmung erinnern. Denn Bäume haben tatsächlich eine Art Erinnerungsvermögen – allerdings natürlich nicht an menschliche Zärtlichkeiten, sondern an Umweltereignisse.

Pflanzen und damit auch Bäume können sehr flexibel auf ihre Umwelt reagieren. Bei Trockenheit bilden sie mehr Wurzeln, bei besten Bedingungen bilden sie viele Blätter für ein starkes Wachstum. Bis anhin ging man davon aus, dass die Bäume diese Umwelterinnerungen nicht an ihre Nachkommen vererben können. Das Wissen also mit einer Generation im Waldboden versinkt. Doch dem ist nicht so, wie Forscher der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) festgestellt haben.

Erinnerung läuft über kleine Moleküle

Wie Anpassungen auf die Umwelteinflüsse an den Nachwuchs weitergegeben werden, hat man auch bei Tieren und Menschen erst in den letzten Jahren erforscht. Dabei zeigte sich, dass die Erinnerung über kleine Moleküle läuft. Über Methylgruppen, die an die Bausteine der DNA angehängt werden. So können diese Moleküle beeinflussen, welche Gene mehr oder weniger stark zum Einsatz kommen. Bei einem Baum, der zum Beispiel kalte Bedingungen ertragen muss, jene Proteine, die dafür besonders intensiv benötigt werden. Das Muster die ser Molekülgruppen, welche das notwendige Protein favorisiert, überträgt sich über Eizellen, Spermien, Pollen und also auch Samen an die Nachkommen.

Effekt an den Jungbäumen festgestellt

Diese Fähigkeit haben die WSL-Forscher unter Leitung des Ökologen Arthur Gessler erstmalig bei Waldbäumen entdeckt «Wir haben diese DNA-Methylierung allerdings bei unseren Bäumen nicht gemessen, sondern nur den Effekt dieser <Erinnerung> bestimmt», sagt Gessler. Möglich war das in einem «Testwald» im Wallis. Im Pfynwald wachsen Föhren unter extrem trockenen Bedingungen. Die WSL-Wissenschafter bewässern für ihre Versuche bestimmte Waldparzellen verschieden. Ein Teil der Fläche wurde nach zehn Jahren nicht mehr bewässert. So haben die Forscher ein gutes Experimentierfeld, um Anpassungen der Bäume an feuchte und trockenere Bedingungen zu untersuchen. Die Forscher sammelten Tannenzapfen aus den verschiedenen Gebieten ein, entnahmen diesen die Samen und liessen im Gewächshaus daraus Jungbäume spriessen.

Training für das Genom

Dabei zeigte sich, dass Nachkommen von an Trockenheit gewöhnten Elternbäumen mit wenig Wasser deutlich besser gediehen, da sie mehr Wurzelmasse bildeten. Hatten die Bäume genügend Wasser erging es dem Nachwuchs der Eltern von bewässerten Flächen besser, da sie mehr Nadeln produziert hatten. «Die Nachkommen sind von Anfang an auf die zu erwartende Situation vorbereitet.» Der Prozess dieser DNA-Methylierung sei eine Art Training für das Genom.

Das Potenzial ist bei allen Bäumen gleich, aber dank der Methylierung weiss das Erbgut, welche Gene das Überleben steigern und von Anfang des Wachstums an voll zum Einsatz kommen sollten.

Autor

Bruno Knellwolf

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