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Zur Biologie der Bäume



Weiß-Buche (strauchartig), Rot-Buche (Laubbaum), Weiß-Tanne (Nadelbaum)  


Bäume sind die größten Lebewesen auf dem Planet Erde. Ein Baum hat einen verholzten Stamm, während sich ein Strauch schon an der Basis verzweigt und mehrere verholzte Stämmchen ausbildet. Den obersten Teil eines Baumes nennt man Krone, die Zweige sind Langtriebe, die aus den Endknospen wachsen oder Kurztriebe, die aus den seitenständigen Knospen entstehen und die Blätter tragen. Arten wie Weiß-Buche oder Hasel können sowohl als Strauch oder als Baum wachsen. Die Nadelbäume (auch Nadelhölzer, Koniferen) stellen eine große Ordnung innerhalb der Nacktsamigen Pflanzen dar. Bei diesen sitzen die Samenanlagen offen an den Fruchtblättern. Die männlichen Blüten entwickeln Staubblätter mit Pollensäcken, die den Pollen zur Bestäubung der weiblichen Blüten freigeben. Nadelbäume entwickeln Zapfen als Samenstände aus den weiblichen Blütenständen, man spricht hier korrekterweise nicht von einer Frucht. Die Blätter, die Nadeln, sind bei den Nadelhölzern lang und schmal, die Blüten eher unscheinbar. Die Laubbäume umfassen nicht eine Ordnung innerhalb der Systematik der Samenpflanzen, sondern damit werden alle Bäume in der Abteilung der Bedecktsamigen Pflanzen bezeichnet. Bei den Laubbäumen verzweigt sich der Stamm in der Regel ab einer bestimmten Höhe, bei den Nadelbäumen teilt sich der gerade Stamm meist nicht bis zum Wipfel.


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Der verholzte Stamm bei Bäumen bildet sich aus dem Spross heraus. Der Stamm gibt dem Baum seine Festigkeit und transportiert Wasser und Nährstoffe. Zersägt man einen Baumstamm, lassen sich verschiedene Zonen erkennen. Die äußerste Schicht bezeichnet man als Rinde. Die Borke ist der äußere Teil der Rinde, sie schützt den Baum vor Wettereinflüssen. Durch das Wachstum reißt sie auf und verleiht der Rinde das typische Aussehen. Besonders schön ist das bei der Hänge-Birke zu sehen. Der Bast besteht aus einem faserartigen Gewebe, in ihm werden die Nährstoffe von den Blättern in die anderen Baumorgane transportiert. In dem unter der Rinde liegenden, sehr dünnen Kambium werden neue Zellen ausgebildet. Von dort geht das Wachstum eines Stammes aus. Nach innen bildet sich das Splintholz, in dem Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln zu den Blättern befördert werden. Im inneren Teil befindet sich das harte Kernholz, das aus abgestorbenen Zellen besteht und mit imprägnierend wirkenden Stoffen wie Gerbstoffen oder Harzen und Fetten gefüllt wird. Das weichere Mark bildet den innersten Teil des Kernholzes. Vom Mark aus verzweigen sich die Markstrahlen durch das Kernholz, innerhalb von denen Nährstoffe und Wasser waagerecht im Stamm transportiert werden können.
  
Wird der Baum im Frühjahr mit vielen Nährstoffen zur Blattausbildung versorgt, bilden sich eher große Zellen, das junge Holz erscheint eher hell. Im Herbst und im Winter werden Nährstoffe eingelagert. Dabei bilden sich eher kleine, dickwandige Zellen, das neue Holz erscheint dann eher dunkel, es entsteht ein schmaler Ring. Die so entstehenden Jahresringe geben einen Einblick in das gesamte Leben eines Baumes. Bei Verletzungen der Rinde oder im jungen Holz, sondert der Baum als Schutzmaßnahme zum Wundverschluss ein Harz ab. Aus dieseer zähen und klebrigen Flüssigkeit kann man Terpentinöl gewinnen. Dieses  wird als Bindemittel für Farben oder als Reinigungsmittel eingesetzt.
 
Das Transportieren von Wasser und Nährsalzen aus den Wurzeln bis zum Wipfel in Höhen von bis zu 100 Metern stellt eine Meisterleistung der Bäume dar. Die Transportröhrchen im Splintholz sind so dünn, dass eine Kapillarwirkung entsteht. Das Phänomen kann man in einem Modell-Experiment beobachten: Wenn man ein dünnes Glasröhrchen in Wasser hält, steigt die Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers in der engen Glasröhre ein Stück nach oben. Es gibt aber noch eine zweite Ursache für den Wassertransport in große Höhen: Durch das Abgeben von Wasser aus den Blättern entsteht zwischen Wurzel und Blatt ein Wasserpotenzial, zum Ausgleich der Druckverhältnisse wird das Wasser aus den Wurzeln nachgezogen.
 
In den grünen Blättern findet die Photosynthese und die Zellatmung statt. Die dafür notwendigen Chloroplasten in den Zellen enthalten den grünen Blattfarbstoff Chlorophyll. Ist der Lichteinfall gering, benötigt ein Baum mehr Sauerstoff wie er selbst herstellen kann. Er nimmt dann Sauerstoff aus der Umgebung auf. In einem großen Baum wie bei der Rot-Buche kommen Sonnen- und Schattenblättern vor. Die Schattenblätter können auch bei sehr wenig Licht Energie für den eigenen Bedarf gewinnen und Sauerstoff produzieren. Die Sonnenblätter sind dagegen fähig, bei viel Licht möglichst viel Kohlenhydrate und Sauerstoff herzustellen. Im Herbst produzieren die Laubbäume wie der Ahorn Xanthophylle, um die Energiegewinnung bei verringerter Strahlung zu gewährleisten. Aus diesem Grunde werden die Blätter im Herbst an den Laubbäumen gelb. Können die absterbenden Blätter den Sauerstoff nicht mehr verarbeiten, oxidieren die gelben Farbstoffe und die Blätter färben sich rot.Immergrüne Bäume werfen im Winter nicht ihre Blätter ab, sondern sie bilden regelmäßig - vor allem aber im Frühjahr und im Sommer - neue Blätter nach, sobald welche abgeworfen wurden. Einige Nadelbaumarten wie die Weiß-Tanne, die Fichte oder die Kiefer gehören dazu, während die Lärche ihre Nadeln im Spätherbst abwirft und den sommergrünen Bäumen zugeordnet wird.
 
Die Wurzeln kann man als Fortsetzung des Stammes in den Boden sehen. Sie nehmen Wasser und Nährstoffe auf und verfestigen den Stand im Boden. Ein großer Laubbaum kann pro Tag bis zu 500 Liter Wasser im Stamm aufwärts transportieren. Bäume wie Eiche, Rot-Tanne oder Kiefer haben tiefgehende Pfahlwurzeln entwickelt, die senkrecht in den Boden wachsen. Aus ihnen bilden sich kleinere Seitenwurzeln, die schräg oder waagerecht abgezweigt sind. Die Wurzeln sind mit feinen Wurzelhaaren versehen. Die meisten Baumarten gehen an ihrem Wurzelsystem eine Symbiose mit Pilzen ein. Die Pilze verwachsen mit der Wurzelrinde, sie übernehmen die Funktion der Wurzelhaare und ermöglichen einen Nährstoffaustausch mit der Pflanze. Der Pilz hilft dem Baum bei der Nährstoff- und Wasserversorgung, er bekommt dafür die aus der Photosynthese vom Baum hergestellten Kohlenhydrate. Die ebenfalls mit dem Wurzelsystem verknüpften Knöllchenbakterien wandeln Luftstickstoff in stickstoffhaltige Nährsalze um und helfen so dem Baum an anorganische Nährstoffe zu kommen, sie erhalten dafür organische Nährstoffe vom Baum.
 

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Hasel: einhäusige Pflanze Weide: zweihäusige Pflanze
 

Bei einhäusigen Bäumen kommen auf einem Baum männliche und weibliche Blüten getrennt vor. Dazu zählen die Eiche, die Rot-Buche, die Weiß-Buche, die Hänge-Birke, die Fichte oder die Kiefer. Bei Weide und Pappel kommen die männlichen und weiblichen Blüten nur auf verschiedenen Bäumen vor, hierbei handelt es sich um zweihäusige Bäume. Bei zwittrigen Blüten sind auf einer Blüte gleichzeitig männliche und weibliche Geschlechtsorgane jeweils unterschiedlich stark ausgebildet, beispielsweise bei der Ross-Kastanie oder bei bestimmten Ahorn-Arten wie beim Feld-Ahorn. Die Blüten der bedecktsamigen Bäume sind auffällig und benötigen zur Fortpflanzung eine Bestäubung. Am meisten verbreitet sind die Windbestäubung und die Insektenbestäubung. Beim Ausbilden der Frucht muss der Baum dafür sorgen, dass der Samen weit weg getragen wird, damit ein neu wachsender Baum keine Konkurrenz zum alten Baum darstellt. Dafür haben die Bäume raffinierte Strategien entwickelt. Die geflügelte Spaltfrucht des Ahorns ermöglicht einen Propellerflug. Die Samen der Kastanie sind sehr groß, sie bewegen sich durch Rollen vom Baum weg. Oft wird auch in Kauf genommen, dass die Samen gesammelt und gefressen werden. Eichhörnchen finden Eicheln und Haselnüsse oft nicht mehr in ihrem Winterversteck, so dass diese im Frühjahr auskeimen. Andere Samen sind so hart, dass die Früchte zwar gefressen werden, aber die darin enthaltenen Samen nicht verdaut werden können.
   

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