Hohe Bäume können Wasserbeschränkungen erfahren, selbst wenn Bodenwasser leicht verfügbar ist. Warum ist das? Wir können uns das wasserleitende Gewebe in einem Baum (das Xylem) wie einen Strohhalm vorstellen, und die Transpiration (Wasserverlust) durch die Blätter wie die Saugkraft, um Wasser am Strohhalm hochzuziehen. Je länger das Stroh (Xylem), desto mehr Saugkraft (Transpiration) wird benötigt, und es gibt eine Grenze, wie lange das Stroh basierend auf der maximalen Saugleistung verwendet werden kann. Hohe Bäume müssen eine hohe Transpirationsrate aufrechterhalten, damit das Wasser von den Wurzeln nach oben fließt, was bedeutet, dass das obere Blätterdach hoher Bäume oft unter Wasserstress steht und Schwierigkeiten haben kann, Wasser zurückzuhalten. Wie also halten hohe Bäume Wasser in ihrem oberen Kronendach?

In einem kürzlich erschienenen Artikel in Baumphysiologie, Wakana Azuma und Kollegen wandten Infrarot-Mikrospektroskopie (eine Technik, die von Chemikern verwendet wird) an, um herauszufinden, wie die obere Baumkrone an Wasserbeschränkungen angepasst ist. Infrarot-Mikrospektroskopie verwendet Infrarotlicht, um Schwingungen in chemischen Bindungen zu verursachen, die dann Infrarotlicht emittieren, wenn sich die Schwingungen auflösen. Das emittierte Licht ist spezifisch für bestimmte Arten von chemischen Bindungen, was es dieser Technik ermöglicht, zu sehen, welche Chemikalien wo sind.

In hohen Bäumen ist oft nicht genug Wassertransportkapazität vorhanden, um tagsüber die für die Photosynthese und das Überleben wichtige Transpiration im oberen Kronendach aufrechtzuerhalten. Um den Bedarf an Wasser in ihren Baumkronen zu decken, sind viele hohe Bäume daher tagsüber auf irgendeine Form von gespeichertem Wasser angewiesen (das nachts aufgefüllt wird). Wo und wie hohe Bäume Wasser im oberen Kronendach speichern, ist wichtig, um die Mechanismen zu verstehen, die Bäume entwickelt haben, um Wasserstress aufgrund der Höhe zu überwinden, und um mögliche Anpassungen zu verstehen, die Pflanzen anwenden können, um mit Dürre fertig zu werden. Blick auf Blätter in einer Höhe von bis zu 51 m über dem Boden Japonica-Kryptomeriefanden Azuma und Kollegen heraus, dass Blätter im oberen Blätterdach höhere Mengen an strukturellen und gelösten Kohlenhydraten und einen höheren Wassergehalt hatten als Blätter in den unteren Blätterdachpositionen. Sie schlussfolgern, dass die Blätter der oberen Baumkronen diese Kohlenhydrate verwenden, um Wasser trotz der durch die Höhe verursachten Wasserstressbedingungen zu speichern. Die Anwendung einer Technik, die hauptsächlich von Chemikern zur Wasserretention in Blättern von Azuma und Kollegen verwendet wird, stellt den ersten großen Schritt zum Verständnis der Mechanismen dar, die von hohen Bäumen verwendet werden, um wasserbegrenzte Bedingungen zu überleben.