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Was sind Pyrophyten (Feuerpflanzen): Merkmale und Lebensraum


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Eukalyptus ist eine typische Feuerpflanze (Pyrophyt), welche mittlerweile auch in Europa als Plantagenwald (Monokultur) angebaut wird und bei den großen Waldbränden in Portugal eine Rolle spielt.


Pyrophyten, auch Feuerpflanzen genannt, sind Pflanzen, welche sich an ein Leben in besonders heißen und trockenen Lebensräumen angepasst haben. Dennoch ist nicht nur die Anpassung an das trocken-heiße Klima essenziell, sondern auch die Fähigkeit, durch Feuereinwirkung einen Vorteil zu erlangen. Es haben sich diverse Schutzmechanismen evolviert, die den Pflanzen die Möglichkeit bietet, den extremen Temperaturen zu trotzen. Eine extrem dicke Borke oder das Vorhandensein unterirdischer Pflanzenorgane sind lediglich zwei dieser Anpassungen.

Ökologie des Feuers und Rolle der Pyrophyten

Feuer ist in vielen Teilen der Erde ein wichtiger ökologischer Faktor, der dazu beigetragen hat, dass sich viele Ökosysteme mit ihrem vielfältigen Arteninventar entwickeln konnten. Einige große Biome (Lebensräume) wurden erst durch den Einfluss von Feuer geformt. Hierzu zählen z.B. die Savanne, das semiaride Buschland (in Australien, Kalifornien, Südafrika), die mediterrane Vegetation oder auch boreale Wälder in nördlichen Teilen der Erde. In der Natur entsteht Feuer primär durch Blitzeinschläge.

Anhand der vorhandenen Merkmalvielfalt, die auf Anpassungen an ein Leben mit Feuer hinweisen, lässt sich schließen, dass Feuer bereits ein wichtiger ökologischer Faktor waren, bevor der Mensch die Häufigkeit von Bränden erhöhte. Je nach Lebensraum gibt es auch verschiedene periodische Zeiträume, in denen Feuer auftreten kann. In der Savanne kommt es nahezu jährlich zu Bränden, wohingegen es im borealen Wald nur etwa alle 100 Jahre brennt. Mammutbäume sind ein Beweis für ihre exzellente Feuerresistenz. Diese Bäume können teilweise über 2000 Jahre alt werden. Das haben Sie ihrer dicken Borke zu verdanken, die empfindliche Teile vor dem Feuer schützt.

Ein äußerst wichtiger, ökologischer Faktor von Feuer ist die Aufrechterhaltung von Mineralstoffkreisläufen. Da es in trockenen Gebieten aufgrund der fehlenden Feuchtigkeit und der zu hohen Temperaturen kaum bzw. keine Destruenten (Lebewesen, die abgestorbenes, organisches Material verwerten) gibt, welche durch ihre Ausscheidungsprodukte wiederum Nährstoffe für Pflanzen zur Verfügung stellen, trägt das Feuer durch die Generierung von Asche dazu bei, Nährstoffe zur Verfügung zu stellen.

Diese Nährstoffe werden dann wiederum von den Pflanzen aufgenommen, welche wieder in Teilen verbrennen und wieder als Nährstoff für die nächste Generation der Pyrophyten dient. In borealen Wäldern existiert ein ähnliches Problem. Hierbei sind die den Boden bedeckenden Pflanzen lediglich am Nährstoff-Abtransport beteiligt, ohne jedoch wieder Nährstoffe zurückzuführen. Werden diese jedoch durch ein Feuer zu Asche, stehen somit auch wieder mehr Nährstoffe zur Verfügung.

Feuertypen

Bei Waldbränden kann man zwischen einem destruktiven (zerstörenden) Kronenfeuer und einem Grundfeuer unterscheiden. Das Kronenfeuer erreicht oft über 1000°C und vernichtet alle Pflanzen. Das Grundfeuer hingegen erreicht in Bodennähe lediglich 70-100°C und in etwa einem Meter Höhe ca. 500°C. Kronenfeuer tauchen allerdings meist nur in Savannen auf, wohingegen Grundfeuer in Steppen auftreten.

Bei Grundfeuern werden die Überdauerungsorgane von feuerresistenten Gehölzen und krautigen Pflanzen kaum beschädigt. Wirklich entscheidend für die resultierende Zerstörung ist jedoch die mittlere Dauer des Feuers an einer Stelle. Diese liegt bei Grundfeuern meist unter zwei Minuten. Diese kurze Verweildauer reicht nicht aus, um die Überdauerungsorgane und Meristeme (pflanzliche Gewebe aus bisher undifferenzierten Zellen) zu beschädigen.

Anpassungsmöglichkeiten von Pyrophyten

Oftmals existieren überdauernde Samenanlagen im Boden oder in der Krone von Pyrophyten. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit von Stockausschlägen durch Xylopodien (unterirdisch befindliche Stammkörper). Eine dicke Borke bei Bäumen oder das Vorhandensein von unterirdischen Apikalmeristemen (Bildungsgewebe an Wurzelspitzen) bei Gräsern oder Geophyten (Pflanzen, die durch unterirdische Organe, wie z.B. Zwiebeln widrige Lebensbedingungen überdauern) sind weitere Möglichkeiten der Feuerresistenz.

Oftmals ist auch die Phänorhythmik (das Wechseln des optischen Erscheinungsbildes) mit dem Auftreten von Feuer verbunden. Einige Pflanzen werfen im Laufe der ersten kritischen Trockenperiode ihre Blätter ab. Darüber hinaus existieren Pflanzen, deren Früchte sich erst nach Kontakt mit Feuer öffnen und ihre volle Keimfähigkeit erreichen. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Feuer die Konkurrenz um Nährstoffe und Licht minimiert wurde. Der Nährstoffanteil im Boden wird durch die entstandene Asche sogar optimiert.

Beispiele für Pyrophyten und deren Merkmale

Pinus halepensis/ Aleppo-Kiefer

Die Aleppo-Kiefer ist eine Pflanze der Gattung Pinus (Kiefern). Sie kommt im gesamten Mittelmeergebiet vor, von Nordafrika über Spanien, Südfrankreich bis Griechenland. Sie wird häufig mit Pinien verwechselt. Dies resultiert aus einem Übersetzungsfehler aus der englischen Sprache, da sie dort als „pine“ bezeichnet wird. Am Standort selbst kann sie mit der See-Kiefer (Pinus pinaster) verwechselt werden.

Hierbei ist das Unterscheidungsmerkmal der gestielte Zapfen, den die See-Kiefer nicht besitzt. Ihre Feuerresistenz erhält sie durch eine dicke Borke. Im Falle von Grundfeuern, welche die Vegetation kaum beschädigen, verbrennt nur die Streuschicht abgeworfener Nadeln. Hierdurch werden wieder Nährstoffe freigesetzt, die der Baum für sein weiteres Wachstum nutzen kann.

Xantorrhoea sp./ Grasbäume

Grasbäume gehören der Ordnung Asparagales (Spargelartige) an. Sie werden zwei bis sechs Meter hoch und bis zu 450 Jahre alt. Oftmals zeigen sie ein markantes sekundäres Dickenwachstum. In australischen Eukalyptuswäldern überstehen sie Buschbrände, indem abgestorbene Blätter den Stamm des Baumes schützen. Oftmals sehen sie durch Rußablagerungen am Stamm schwarz aus. Die Meristeme sind wie bei den meisten Gräsern versenkt, was zu einem direkten Austrieb neuer Pflanzenteile nach einem Brand führt.

Hakea sp./ Silberbaumgewächse

Hakea ist eine Gattung, die zur Familie der Silberbaumgewächse gehört. Arten dieser Gattung wachsen entweder strauch– oder baumförmig. Ihre Laubblätter sind spiralförmig angeordnet. Zu ihren pyrophytischen Eigenschaften gehören ihre stark verholzten Balgfrüchte (Früchte mit mehreren Samen, die sich an Sollbruchstellen öffnen und die Samen verteilen). Diese verholzten Balgfrüchte bersten durch die Hitzeeinwirkung des Feuers und dem daraus resultierenden erhöhten Druck im Inneren der Frucht. Somit werden die Samen zu einem meist günstigen Zeitpunkt verstreut, wenn das Keimbett nach dem Brand wieder nährstoffreich ist.

Eucalyptus sp./ Blaugummibäume

Eucalyptus ist eine Gattung der Familie der Myrtengewächse mit über 600 Arten. Sie wachsen sehr schnell, sind immergrün und kommen hauptsächlich in Australien, Tasmanien und Indonesien vor. Jährlich erneuern Eukalyptusbäume ihre Rinde, um so ihren Umfang zu vergrößern. Das führt bei einigen Arten dazu, dass ihre alte Rinde in Streifen herunterhängt oder in Flocken vom Baum abgestoßen wird. Bekannt sind Eukalyptusbäume als das nahezu einzige Nahrungsmittel von Koalas.

Ökologisch sind Eukalyptusbäume bei zu starkem Anbau ein Problem, da sie den Boden austrocknen. Außerdem sind ihre ätherischen Öle stark brennbar, was die Waldbrandgefahr deutlich erhöht. Diese sind nicht nur in den Blättern enthalten, sondern werden auch bei einigen Arten in den Boden abgegeben. Gleichzeitig profitiert ein Eukalyptusbaum von einem Waldbrand, da er mit seinen unterirdischen Wurzelstöcken und der durch Feuer induzierten Samenkeimung eine hohe Regeneration und Fortpflanzung aufweist.

Arbutus andrachne/ Östlicher Erdbeerbaum

Der östliche Erdbeerbaum gehört der Familie der Heidekrautgewächse an. Er ist immergrün und zwischen drei und fünf Metern hoch. Die Borke ist rotbraun und wird ähnlich wie beim Eukalyptus plattenförmig abgelöst. Beheimatet ist der östliche Erdbeerbaum im östlichen Mittelmeerraum. Ähnlich wie der Eukalyptus besitzt auch er die Fähigkeit, mittels Stockausschlag nach einem Brand schnell wieder auszutreiben.

Sequiadendron giganteum/ Riesenmammutbaum

Der Riesenmammutbaum gehört zur Familie der Zypressengewächse innerhalb der Ordnung der Koniferen. Er erreicht Wuchshöhen von über 90 Metern und Stammumfänge von über 30 Metern. Dennoch ist diese Art nicht die größte, da der Küstenmammutbaum (Sequoia sempervirens) über 110 Meter Höhe erreichen kann. Die Borke ist in vielen Fällen bis zu 75 cm dick. Dies erklärt auch die hohe Toleranz gegenüber Waldbränden. Gerade in Anbetracht des hohen Alters vieler Mammutbäume kann es durchaus sehr häufig zu solchen Bränden kommen.

Brachypodium pinnatum/ Fieder-Zwenke

Die Fieder-Zwenke gehört zur Gattung der Zwenken innerhalb der Familie der Süßgräser. Sie kommt von Europa bis zur Mongolei vor, aber auch im Mittelmeergebiet und Nordafrika. Hierbei lässt sie sich oft an mageren Standorten finden. Die Verbreitung findet über ihr Rhizom (unterirdisches Wurzelnetzwerk) statt. Dadurch sie auch zum Erosionsschutz beitragen. Der weitere Vorteil ihres Rhizoms liegt im Schutz vor Bränden. Sobald der oberirdische Teil der Pflanze abbrennt, treibt sie nach dem Brand aus und beginnt oftmals damit, zu blühen. Die Fieder-Zwenke hat hierbei einen weiteren Vorteil. Wenn durch den Brand nahezu alle konkurrierenden Pflanzen abgestorben sind, kann sie diese Flächen für sich selbst nutzen.

Zusammenfassung

  • Feuer war schon bevor der Mensch die Feuerhäufigkeit erhöhte ein wichtiger ökologischer Faktor.
  • Viele auf der Welt befindlichen Biome zeugen davon, dass Feuer maßgeblich an deren Gestaltung beteiligt war. Das Feuer ist demnach ein Umweltfaktor.
  • Pyrophyten (Feuerspezialisten) sind dazu in der Lage, durch evolutionäre Anpassungen den Kontakt mit Feuer zu tolerieren bzw. auch ihren Nutzen daraus zu ziehen. So werden entweder Blätter vor der Trockenperiode abgeworfen, Balgfrüchte durch Feuereinwirkung geöffnet oder unterirdische Überdauerungsorgane zum Austrieb gebracht.
  • Weiterhin ist Feuer maßgeblich an der Aufrechterhaltung von Mineralstoffkreisläufen beteiligt. Durch das Einäschern organischen Materials stehen dem Boden wieder mehr Nährstoffe zur Verfügung.
  • Ein ökologisches Problem im Bezug auf Feuer ist der vermehrte Anbau von Eukalyptus, da dessen ätherische Öle stark brennbar sind. Diese werden jedoch nicht nur in den Blättern produziert, sondern auch in den Boden abgegeben, was eine schnellere Verbreitung von Feuer begünstigt.
  • Ebenfalls können durch die bessere Anpassung gewisser Pyrophyten andere Arten verdrängt werden, wie es beispielsweise bei der Fieder-Zwecke der Fall sein kann, da sie die „Aufrechte Trespe/ Bromus erectus“ in vielen ihrer Lebensräume durch ihr Rhizom verdrängt.
  • Abschließend lässt sich dennoch sagen, dass Feuer in gewissen Biomen essenziell sind, um den Fortbestand und das Gleichgewicht einiger Arten aufrechtzuerhalten. Hierzu werden sogar in einigen Gebieten kontrolliert Feuer gelegt.

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