Baumkronendach des Regenwaldes - Kletterpflanzen und Lianen

Das Baumkronendach

Wurzeln von einer Würgerfeige (Photo von R. Butler)

KLETTERPFLANZEN UND LIANEN Kriechpflanzen, Kletterpflanzen und Lianen (hölzerne Kletterpflanzen) treten in Mengen im Baumkronendach auf und machen einen bedeutenden Anteil der Vegetation in tropischen Regenwäldern aus. Es gibt über 2500 Arten an Kletterpflanzen und über 90 Familien [Lianenverteilung]. Sie reichen von kleinen, unscheinbaren Kletterpflanzen, die am Baum hoch wachsen bis zu riesigen Lianen, die so dick wie Bäume sind, die scheinbar als selbständige Bäume in der Mitte des Waldes hängen. Einige der größeren hölzernen Lianen können mehr als 914 m Länge erreichen. Ratten, ebenfalls eine Liane, ist durch die Verwendung für Möbel und Seile bekannt. Ratten erzeugt auch große essbare Früchte, die bevorzugt von Primaten gefressen werden.

Lianen sind Kletterpflanzen, deren Leben auf dem Boden als unabhängiger Strauch beginnt und sich dann an anderen Pflanzen emporrankt, um die lichtreiche Umgebung des oberen Baumkronendachs zu erreichen. Da Lianen die Architektur anderer Pflanzen zur Unterstützung benutzen, müssen sie für die eigenen Stütze weniger Kraft aufwenden und können so mehr in die Blatterzeugung und Verlängerung von Stamm/Wurzeln für ein schnelles Wachstum ihre Kräfte stecken. Das Lianen ihr ganzes Dasein über verwurzelt sind (anders als strukturelle Parasiten wie Epiphyten und Hemiepiphyten), brauchen sie vom Baum nur die Stütze und sonst nichts.

In einem Aufsatz von 2002 haben Schnitzer und Bongers einige Mechanismen untersucht, die Lianen verwenden, um zu den Höhen der Baumkronen aufsteigen zu können. "Lianen verfügen über eine Vielzahl an Adaptionen um sich selbst an ihrer Wirtspflanze anzuheften und in Richtung des Baumkronendachs des Waldes zu klettern," sagen die Wissenschaftler. Diese Adaptionen umfassen Umschingen des Stamms, Ranken, die aus dem Stamm wachsen, Blätter und Zweigmodifikationen, Dornen und Stacheln, mit denen sich die Liane an ihrer Wirtspflanze festklammert, nach unten zeigenden Hafthaare sowie klebrige adventive Wurzeln. . . Der relative Anteil an Lianen mit verschiedenen Klettermechanismen könnte direkt von den folgenden Stufen oder Störungen im Wald beeinflusst werden.

Kletterpflanze, Borneo 1997

Wenn Lianen und Kletterpflanzen das Baumkronendach erreicht haben, breiten sie sich von Baum zu Baum aus und in einigen Wäldern machen ihre Blätter 40 Prozent des Baumkronendachlaubs aus.

Hemiepiphyten haben eine andere Strategie. Diese Pflanzen beginnen ihr Dasein in den Baumkronendächern als Epiphyten und wachsen dann hinunter zum Waldboden. Hemiephyten wachsen extrem langsam aufgrund der trockenen Bedingungen im Baumkronendach, aber sobald ihre Wurzeln den Boden erreicht haben und mit den Nährstoffen in abgefallenen Laub in Berührung kommen, erhöht sich die Wachstumsrate. Eine der am meisten bekannten Hemiephyten ist die Würgerfeige.

Unter den vielen Arten im Regenwald sind Kriechpflanzen diejenigen, die ihre Blattstruktur während des Wachstums verändern. Die Pflanzen, insbesondere die der Araceae Familie beginnen ihr Dasein als Gestrüpp auf dem Waldboden und gravitieren zu dunklen Objekten, normalerweise Baumstämmen. Wenn sie den Baum erreicht haben, wachsen die Kletterer vertikal am Baum entlang, wobei die dreieckigen flachen Blätter die Pflanze festhalten. Die Blätter sind so angeordnet, dass sie das reflektierende Licht auffangen. Sobald die Reben die hellen oberen Regionen des Baumkronendachs erreicht haben, verändern sich die Blätter und wachsen vom Baum weg um mehr direktes Sonnenlicht aufzufangen.

Ein Lianengewirr, Peru 1995

Lianen stellen für Regenwaldbäume ein sehr großes Problem dar, und zahlreiche Arten haben Mittel entwickelt, um das Baumwachstum zu vermindern. Viele Palmen und Baumfarne werfen regelmäßig ihre Wedel ab, während andere Bäume Äste abwerfen, um sich von den Lianen zu befreien. Francis Putz, der die Lianen in Panama studierte, ist der Ansicht, dass es für Bäume vorteilhaft sein könnte, wenn sie von gegenphasig von ihren Nachbarn schwanken, weil dadurch die Verbindungen von Kletterpflanzen rissen und Lianen geknickt würden, wodurch das Transportsystem abgeschnitten wäre. Einige Lianen haben sich an diesen Mechanismus angepasst, indem sie sich aufwickeln und biegen, so dass sie wie Springfedern sind und daher den Schock besser absorbieren.

Lianen spielen eine wichtige Rolle in der Walddynamik, "einschließlich der Unterdrückung der Baumregenerierung, dem Ansteigen des Baumsterbens, indem sie eine wertvolle Nahrungsquelle für Tiere sind und verbinden physisch Bäume miteinander so dass sie für baumbewohnende Tiere die Möglichkeit bieten sich von Baumkrone zu Baumkrone zu bewegen." Schnitzer und Bongers (2002). Außerdem tragen Lianen zur Gesamtvielfalt der Pflanzen in tropischen Wäldern bei (vor allem in und um Lichtungen und Waldrändern, wo Lianen nicht sehr häufig wegen der erhöhten Lichtzufuhr vorkommen). Lianen tragen auch entscheidend zur Kohlenstoffbindung durch die hohe photosynthetische Produktion und die messbare Biomsse bei.

2005 machten Forscher überraschende Entdeckungen in Bezug auf Lianen. Indem er Daten aus 69 tropischen Wäldern weltweit verwendete, fand Stefan Schnitzer von der University of Wisconsin—Milwaukee (UWM) heraus, dass Lianenüberfluss negative mit Niederschlag und positiv mit Saisonbewegungen in Verbindung stehen, einem Muster, das genau entgegengesetzt zu den meisten anderen Pflanzentypen ist. Schnitzer glaubt, dass die tiefe Wurzel und das effiziente Gefäßsystem der Lianen es ihnen ermöglicht, während der jahreszeitlichen Trockenperioden weniger unter Wassermangel zu leiden da viele Konkurrenten im Ruhezustand sind, so dass sich für die Lianen während der trockenen Jahreszeit ein Vorteil ergibt. Der Assistenzprofessor der Biologie an der UWM führte zu dieser Hypothese Untersuchungen in Zentralpanama durch und fand heraus, dass "Lianen in der Trockenzeit siebenmal mehr in Höhe wachsen als Bäume aber nur zweimal soviel in der nassen Jahreszeit. Während dieser Vorteil der Trockenzeit es den Lianen erlaubt, in Hülle und Fülle in den jahreszeitlich abhängigen Wäldern zu wachsen, haben Lianen in nassen Regenwäldern mit Niederschlag das ganze Jahr über keinen solchen Vorteil, weil die konkurrierenden Pflanzen kaum durch das Wasser eingeschränkt sind. In einer zweiten Studie schloss sich Schnitzer mit Mirjam Kuzee und Frans Bongers der Universität Wageningen in den Niederlanden zusammen und sie fanden heraus, dass Lianen eine essentielle Rolle bei der Begrenzung des Wachstums von Sämlingen in gestörten und sekundären tropischen Wäldern aufgrund des Untergrund (Wurzel)-konkurrenzkampfes sowie des oberirdischen (Licht) Wettkampfes und des mechanischen Stresses spielen.

WEITERE PFLANZEN- UND TIERBEZIEHUNGEN

Seit Millionen Jahren sind Baumkronendachbäume eine Koexistenz mit Insekten eingegangen und haben eine einzigartige Beziehung entwickelt, die über die Bestäubung allein hinausgeht. Myrmecophyten oder Ameisenpflanzen sind in den Regenwäldern normal. Beispielsweise ist in Südamerika der Cecropiabaum mit Aztekenameisen besiedelt. Der Baum hat Segmente wie Bambus, und bietet daher Abteilungen für die Ameisenkolonien. Eine Königin richtet ein Nest in einem der Hohlräume ein, während die anderen Zellen von den Arbeitern bewohnt werden, bis der gesamte Baum eine Kolonie geworden ist. Die Arbeiter verteidigen die Pflanze gegenüber allen Eindringlingen - einschließlich Insekten und Epiphyten - obgleich sie das dreizehige Faultier, das sich von den Blättern des Baumes ernährt, nicht angreifen. Die Pflanze lockt Arbeiterameisen zum Bleiben an und schützt sie indem sie ihnen Öl und Zucker durch die Blatthaare und besondere Strukturen an der Basis der Blattstiele liefert.

Tachigalistamm, durchgeschnitten um Ameisenpassagen freizulegen.

Ein weiteres Beispiel für die Zusammenarbeit von Ameisen und Pflanzen wurde in einem Aufsatz 2005 von Forschern der Stanford Universität dokumentiert. Das Team fand heraus, dass Cedrela odorata, eine Art Zedernbaum, aggressiv von Ameisen beschützt wird (Myrmelachista schumanni) , die sämtliche Vegetation in der Umgebung der Pflanze beseitigen. Diese Vegetationskontrolle um diese Bäume ist so effektiv, dass Einheimische glauben, dass für diese Säuberungen böse Waldgeistr verantwortlich sind, und man spricht von "Teufels Gärten". Die Forscher stellten jedoch fest, dass Ameisen und keineswegs übernatürliche Wesen, die umgebenden Pflanzen durch ein Gift, genannt Ameisensäure, das sie in die Blätter spritzen, abtöten. Eine einzige Ameisenkolonie mit mehr als 3 Mio. Arbeitern und 15.000 Königinnen einen typischen Garten hegen kann, der älter als 800 Jahre sein mag, wie die Berechnungen der Forscher ergaben.

Eine andere Pflanzenart mit einer ähnlichen Beziehung zu Ameisen sind unter anderem Orchideenarten, Bromelien, Akazien, und Rubiaceae. Um mehr über diese Beziehungen zwischen Ameisen und Pflanzen zu erfahren, lesen Sie http://biology.bangor.ac.uk/treborth/Epiphytes/Epiphytes-symbioses.html [extern] und http://waynesword.palomar.edu/acacia.htm [extern]

Viele Baumarten haben Mechanismen und Strategien, um zu schwere Epiphyten abzuweren, die dem Baum so viel Gewicht aufbürden können (vor allem wenn sie nach einem Regenschauer voller Wasser sind) dass der Baum bricht. Der "nackte indische" oder Gumbolimbobaum [Bursera simaruba] Südamerikas und der Krystoniabaum Südostasiens haben eine sich abschälende Rinde, die Epiphyten und Kriechpflanzen davon abhält, sich am Baum anzuklammern und so einen Ausgangspunkt für das Wachstum zu finden. Andere Arten erzeugen Giftstoffe in den Rinden, um sich gegen Befall zu schützen und das Wachstum von Epiphyten und Lianen zu verhindern.

Kontrollfragen:

Was ist eine Liane?
Wie profitieren Ameisen und einige Baumarten gegenseitig von ihrer symbiotischen Beziehung?

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Fortsetzung: TIERWELT IM BAUMKRONENDACH

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