Tropische Bäume könnten eine wichtige Rolle bei der Reinigung der Atmosphäre spielen, wenn der Treibhauseffekt weiter zunimmt. Eine besondere Aufmerksamkeit gilt dabei dem Jatobá-Baum (Hymenaea courbaril), der in nahezu allen brasilianischen Regionen heimisch ist und außergewöhnlich gut an verschiedene Ökosysteme angepasst scheint.
Forscher des botanischen Instituts in Rio, untersuchten, wie dieser Baum in einer Umgebung mit erhöhtem Kohlendioxidgehalt reagiert. In Experimenten wuchsen Jatobá-Setzlinge drei Monate lang bei einer CO₂-Konzentration von 720 ppm – dem Doppelten des heutigen Werts. Das Ergebnis: Die Pflanzen verdoppelten ihre CO₂-Aufnahme und Zuckerproduktion, während ihre Biomasse um etwa 50 Prozent zunahm, vor allem in den Blättern und Wurzeln. Diese Reaktion deutet darauf hin, dass der Jatobá auch in einer kohlendioxidreichen Atmosphäre weiter Kohlenstoff binden könnte.
Ziel der Forschung ist nicht, riesige Jatobá-Wälder zu pflanzen, sondern zu verstehen, wie tropische Pflanzen CO₂ verarbeiten und welche physiologischen Mechanismen dabei eine Rolle spielen. Sollte sich das Verhalten ausgewachsener Bäume mit dem der Setzlinge decken, könnte der Jatobá im Jahr 2075 – bei einer prognostizierten CO₂-Konzentration von 720 ppm – erheblich an Masse zulegen und so mehr Kohlenstoff speichern. Holz besteht zu einem großen Teil aus Zellulose, einer der stabilsten Formen, in der Kohlenstoff langfristig gebunden bleibt.
Die Forscher stellten fest, dass Jatobá-Blätter erst bei über 1.000 ppm den Sättigungspunkt ihrer CO₂-Aufnahme erreichen, ein außergewöhnlich hoher Wert im Vergleich zu anderen tropischen Pflanzen. Während viele Arten bei 600–700 ppm keine zusätzliche Aufnahme mehr zeigen, reagiert der Jatobá weiter. Interessanterweise verringerte sich bei erhöhter CO₂-Konzentration die Zahl der Spaltöffnungen (Stomata) auf den Blättern um rund 15 Prozent. Diese Zellstrukturen regulieren den Gasaustausch der Pflanze; ihre Verringerung gilt als Anpassung an CO₂-reiche Bedingungen.
Ein Vergleich historischer Blätter aus dem Jahr 1919 zeigte, dass frühere Exemplare fast doppelt so viele Spaltöffnungen hatten wie heutige Pflanzen. Das deutet darauf hin, dass Pflanzen seit Beginn der industriellen Revolution auf die steigende CO₂-Konzentration reagieren, ein langfristiger Anpassungsprozess, der bereits weltweit nachgewiesen wurde.
Trotz der verringerten Spaltöffnungen scheinen Jatobá-Pflanzen ihre Photosyntheseleistung zu steigern. Forscher vermuten, dass sich die Effizienz der verbliebenen Zellen verbessert hat oder dass interne Regulationsmechanismen greifen, die eine Überproduktion von Zucker verhindern. Diese natürlichen „Sensoren“ kontrollieren den Kohlenhydratgehalt der Pflanze und steuern die Photosynthese entsprechend. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse könnte helfen, den Kohlenstoffkreislauf gezielt zu beeinflussen.
Auf dieser Grundlage diskutieren Wissenschaftler die Möglichkeit, den Stoffwechsel von Pflanzen durch gezielte Eingriffe zu optimieren, etwa durch genetische Veränderungen in Chloroplasten, die nicht an Nachkommen weitergegeben werden, oder durch temporäre biochemische „Aktivatoren“, die die Photosynthese anregen. Ziel wäre nicht, transgene Pflanzen zu schaffen, sondern natürliche Prozesse kurzfristig zu verstärken, um CO₂ effizienter zu binden.
Diese Ansätze sind umstritten. Kritiker warnen vor ökologischen Risiken und plädieren dafür, zunächst das natürliche Potenzial einheimischer Arten auszuschöpfen. Befürworter argumentieren, dass die Zeit drängt, um praktikable Lösungen gegen die Klimaerwärmung zu entwickeln. Selbst wenn die Jatobá-Forschung nicht direkt zur technischen CO₂-Reduktion führt, liefert sie wertvolle Erkenntnisse über die Anpassungsfähigkeit tropischer Pflanzen an veränderte Umweltbedingungen.
Solche Studien helfen, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vegetation besser zu verstehen und Strategien für die Erhaltung der biologischen Vielfalt zu entwickeln.
Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass Schattenbaumarten – wie der junge Jatobá, der unter dem Blätterdach anderer Bäume wächst – besonders stark auf erhöhte CO₂-Werte reagieren. Zukünftige Experimente sollen prüfen, ob ähnliche Effekte auch bei anderen tropischen Arten wie Ipê, Pau-brasil oder Tibouchina auftreten. Dabei sollen künftig auch Temperatur und Luftfeuchtigkeit kontrolliert werden, um die Wechselwirkungen mit dem CO₂-Gehalt genauer zu erfassen.
Das übergeordnete Ziel bleibt, die Rolle tropischer Wälder als Kohlenstoffspeicher besser zu verstehen und damit eine Grundlage zu schaffen, wie Pflanzen langfristig helfen können, die Folgen des Klimawandels abzumildern.
