Trockenstress wird mit dem Klimawandel immer häufiger, mit negativen Auswirkungen auf das Wachstum und Überleben von Bäumen. Die Mechanismen der Dürresterblichkeit bei Bäumen werden oft auf Kohlenstoffmangel oder hydraulisches Versagen zurückgeführt, jedoch können auch Krankheiten und Pflanzenfresser die Sterblichkeit bei Dürre verursachen. Dafür müssten die Abwehrsysteme der Bäume gegen Krankheitserreger und Fraßfeinde bei Trockenheit geschwächt werden – aber sind sie das auch?

Trockenstress beeinträchtigt die Abwehrkräfte der Blätter der Waldkiefer (Pinus sylvestris). Bild: Conty / Wikipedia

Kürzlich in Baumphysiologie, Sarah MacAllister und Kollegen Untersuchen Sie Stoffwechselveränderungen in Waldkiefernblättern während Trockenstress, um festzustellen, ob die Abwehrkräfte der Pflanzen geschwächt sind. Sie verwenden einen ungezielten Metabolomics-Ansatz – bei dem im Wesentlichen jeder Metabolit in den Blättern gemessen wird – um zu verstehen, wie sich Trockenstress auf die Blätter auswirkt. Sie fanden eine Divergenz im Blattstoffwechsel nach 29 Tagen Trockenstress mit einem Anstieg der aromatischen Aminosäuren (die als Kohlenstoffquelle für pflanzliche Abwehrstoffe dienen), während Glykoside und Terpenoide (Abwehrstoffe) unter Trockenstress abnahmen. Die Autoren vermuten, dass die Zunahme an aromatischen Aminosäuren auf einen erhöhten Proteinabbau unter starkem Trockenstress zurückzuführen sein könnte, während die Abnahme an Abwehrstoffen auf eine beeinträchtigte photosynthetische Funktion zurückzuführen sein könnte.

Was sind die Auswirkungen dieser Erkenntnisse? MacAllister und Kollegen zeigen, dass die Abwehrkräfte von Pflanzen während Trockenstress beeinträchtigt werden, wodurch Bäume anfälliger für Krankheitserreger und Pflanzenfresser werden. Dies würde wiederum die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Bäume aufgrund von feindlichen Angriffen während Dürrestress sterben könnten, anstatt durch Kohlenstoffmangel oder hydraulisches Versagen. Darüber hinaus zeigten viele nicht identifizierbare Verbindungen große Veränderungen als Reaktion auf Trockenstress, was eine Lücke in unserem Verständnis des Blattstoffwechsels während Trockenheit unterstreicht. Es ist möglich, dass einige dieser unbekannten Verbindungen mit weniger teuren Abwehrsystemen für die Pflanze oder einfach mit Stoffwechselprodukten zusammenhängen, die für das Überleben unter Wasserbeschränkungen erforderlich sind.