Auch wenn es im Moment noch überhaupt nicht nach Frühling aussieht: Die Natur steht buchstäblich schon in den Startlöchern. Sobald es noch heller und vor allem wärmer ist, dauert es nicht lange, bis die ersten Knospen aufbrechen.
Schutz für Knospen
Dann wird es grün. Und bunt: Die ersten Frühblüher brauchen nur ein paar Tage, um ihre Blüten zu entfalten. Noch aber liegt die Natur im Winterschlaf. Aber wie überstehen Pflanzen eigentlich den Winter? Wie gelingt es ihnen, ihre Knospen vor dem Frost zu schützen, damit sie nicht erfrieren?
Frost ist gefährlich für Pflanzen
Das Problem mit dem Frost ist, dass die Zellen fast aller Pflanzen zum großen Teil aus Wasser bestehen. Wasser aber dehnt sich beim Gefrieren aus, außerdem bilden sich sehr scharfkantige Eiskristalle. Beides zusammen sorgt dafür, dass die Zelle abstirbt.
Raffinierte Überlebensmethoden
Um das zu verhindern, hat sich die Natur einiges einfallen lassen. Einige Pflanzen sterben deshalb im Herbst ab und nur die Samen überleben – sie enthalten wenig Wasser und harte Zellen, was sie vor Frostschäden schützt. Diese Art der Pflanzen nennt man Therophyten (von „theros = Sommer).
Gewächse mit Frostschutz
Wiederum andere haben ihre Überdauerungsorgane unter die Erde verlegt und schützen sich auf diese Weise vor dem Erfrieren. Dazu gehören die Frühblüher wie Schneeglöckchen und Buschwindröschen. Sobald es heller und wärmer wird, treiben sie aus. Viele dieser Pflanzen, die auch als Geophyten (übersetzt etwa „Erdpflanzen“) bilden außerdem einen Frostschutz in Form von Salzen oder Schleimstoffen – sie verhindern, dass das Wasser in den Zellen gefriert.
Zugedeckt mit Laub
Es gibt auch noch Pflanzen, die dicht über dem Boden wachsen und sich im Herbst von Laub überdecken lassen („Hemikryptophyten“). Und andere nutzen tatsächlich den Schnee als Schutz vor der Kälte. Sie haben einen verholzten Teil, der Frost verträgt.
Warum Bäume ihre Blätter abwerfen
Bäume und Sträucher haben diese Möglichkeiten nicht – ihre Knospen liegen zu weit über dem Boden und können weder Laub, noch den Schnee als Frostschutz nutzen. Sie werfen ihre Blätter deshalb ab. Das liegt daran, dass die Bäume das im Boden gefrorene Wasser nicht aufnehmen können.
So werden die Blätter bunt
Würden sie ihre Blätter nicht abwerfen, dann würde über sie Wasser verdunsten, wenn es sonnig ist. Die Folge: Der Baum würde vertrocknen. Deshalb lagert er die Nährstoffe aus den Blättern im Herbst in den holzigen Bereichen ein. Weil fortan Chlorophyll fehlt, sieht man nur noch die gelben (Carotine) und roten Farbanteile (Xantophylle) zu sehen – die Blätter färben sich bunt.
Knospen mit Schutzfunktion
Fürs nächste Jahr bilden Bäume Knospen. Das ist, biologisch gesprochen, eine Sammlung von Zellen, in denen all das angelegt ist, aus dem mal neue Zweige und Blätter werden. Die Knospen überstehen den Winter, indem sie mit einem Pelz oder einander überlappenden Schuppen bedeckt sind. Manche haben eine harz- oder wachsartige Schicht als zusätzlichen Schutz.
Zucker senkt den Gefrierpunkt ab
Und der Baum tut noch mehr: Er entzieht den Knospen im Herbst die Flüssigkeit und lagert in ihnen eine Art Zuckerlösung ein, die den Gefrierpunkt absenkt.
Nadeln statt Blättern
Ganz oben im Norden, wo es im Winter lange kalt und dunkel ist, sind Nadeln statt Blättern eine gute Überlebensstrategie. Sie sind dick und hart genug, um vor Frost zu schützen. Außerdem sparen die Bäume Energie, weil sie die Nadeln nicht wie normale Blätter regelmäßig neu bilden.
Ganz schön einfallsreich, oder?
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