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Jedes Jahr bietet sich uns im Herbst ein wunderschönes Spektakel: Die Bäume in unserer Umgebung verfärben sich in die schönsten Rot-Orange- und Gelbtöne und lassen die ganze Landschaft in einem warmen Licht erstrahlen.
Vielleicht haben Sie sich auch schon gefragt, weshalb die Blätter überhaupt ihre Farbe wechseln, bevor sie vom Baum fallen? Dies hängt damit zusammen, dass der Farbstoff Chlorophyll in den Blättern abnimmt. Dieser reflektiert im Sommer die grünen Anteile des Lichts. Die anderen Anteile des optischen Farbspektrums werden in der warmen und sonnigen Jahreszeit zur Umwandlung der einfallenden Lichtenergie in Stärke genutzt (Photosynthese). Werden die Tage kälter und kürzer, verlagert der Baum das Chlorophyll in seine Wurzeln, Äste und Stämme, wo es für den neuerlichen Austrieb der Blätter im kommenden Frühling gespeichert wird.
Durch die Abnahme des Farbstoffes Chlorophyll wird weniger grünes Licht reflektiert. In der Folge kommen die Karotinoide zur Geltung, die gelbliches bis rötliches Licht reflektieren. Gleichzeitig wird die Produktion einer anderen Gruppe von Farbstoffen verstärkt: Der Anthocyane. Diese reflektieren rotes bis blaues Licht und dienen dem Blatt als Sonnen- und Schädlingsschutz. Da die Photosynthese im Herbst gehemmt ist, würden die Pflanzenzellen ohne diesen zusätzlichen Schutz zu viel zerstörerisches UV-Licht aufnehmen.
Weshalb die Herbstfärbung in einem sonnigen Herbst intensiver ist
Abhängig vom Wetter fällt die Verfärbung schwächer oder stärker aus. Bei viel Sonnenschein muss das Blatt eine grössere Menge des Farbstoffes Anthocyan produzieren, um das Blatt ausreichend gegen die schädlichen Anteile der Sonnenstrahlung zu schützen. In der Folge erstrahlt es in besonders kräftigem Rot. Dies ist einer der Gründe, warum die Bäume im Nordosten der USA und in Kanada im Herbst besonders stark leuchten: Durch das sonnigere Wetter produzieren die Blätter mehr Anthocyan.
So weiss der Baum, dass es Zeit ist, sich zu verfärben
Um den Baum zu veranlassen, sein Chlorophyll aus den Blättern zu ziehen und einzulagern, bedarf es verschiedener äusserer Signale. Ein niedrigerer Sonnenstand (und damit Lichteinfall) sowie die Verringerung der Dauer des Lichteinfalls (kürzere Tage) sind zwei davon. Gleichzeitig reagiert er auf die nächtliche Temperatur. Mehrere aufeinanderfolgende Nächte im einstelligen Temperaturbereich sind Voraussetzung für die Ingangsetzung des Prozesses.
So beeinflusst der Klimawandel den Beginn der Herbstfärbung
Die Vegetationsperiode beginnt heute aufgrund des Klimawandels zwei Wochen früher als noch vor 100 Jahren und wird sich im Laufe dieses Jahrhunderts voraussichtlich noch deutlich weiter in Richtung Jahresbeginn verschieben. Umgekehrt liesse dies erwarten, dass auch im wärmeren Herbst die Blätter immer länger an den Bäumen bleiben. Das scheint jedoch nicht der Fall zu sein: Eine wissenschaftliche Studie der ETH aus dem Jahr 2020 kam zum Schluss, dass eine erhöhte Photosynthese-Aktivität während des Frühlings und des Sommers die Blätter früher altern lässt. Der Studie zufolge liegt das daran, dass die CO2-Speicherkapazität des pflanzlichen Organismus ein Limit aufweist. Dieses würde durch die Verlängerung der Vegetationsperiode, die wärmeren Sommertemperaturen und die höheren CO2-Konzentrationen in Zukunft vorzeitig erreicht. Das würde dazu führen, dass die Bäume künftig früher in ihrem farbigen Blättergewand zu bestaunen wären und zu einem entsprechend früheren Zeitpunkt kahl würden. Die Forschenden gehen davon aus, dass sich die Blätter bis zum Ende des Jahrhunderts drei bis sechs Tage früher verfärben werden.
Quellen und weitere Informationen:
Plantura Magazin: Warum verfärben sich die Blätter im Herbst?
Wetter.de: Natur schaltet auf Winterzeit - doch warum verfärbt sich das Laub?
ETH Zürich: Was Laubblätter im Herbst altern lässt
NABU: Herbstfärbung der Blätter