Blumen der Arktis

Viele Pflanzenarten besitzen neben ihren unterirdischen auch oberirdische Wurzeln. Diese erleichtern die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser und helfen der Pflanze, lange Trockenperioden zu überstehen. Studien zeigen außerdem, dass das Wurzelsystem oft durch ein Netzwerk mit Bodenpilzen erweitert wird. Diese Pilze können beispielsweise dabei helfen, Nährstoffe im Boden zu binden und der Pflanze zugänglich zu machen. Nicht nur die Wurzeln, auch Blätter und Stängel sind – gemessen an der Pflanzengröße – meist dick und kompakt. Dadurch können sie Wasser effizient speichern. Im Winter reduzieren viele Pflanzen zudem ihren Wassergehalt, um sich besser vor Frost zu schützen.

Kommen im Frühling – je nach Breitengrad nach bis zu drei Monaten völliger Dunkelheit – die ersten Sonnenstrahlen, betreiben die Pflanzen Photosynthese und bringen die ersten Blüten hervor. Das gilt besonders für immergrüne Pflanzen wie die Silberwurz. Sie behalten ihre Blätter das ganze Jahr über grün.

Andere Pflanzen haben einen weiteren Mechanismus entwickelt: Sie richten sich zur Sonne aus, um deren Energie maximal zu nutzen. Die Blüten des Stängellosen Leimkrauts beispielsweise wachsen auf einem moosartigen Polster und verändern im Lauf des Sommers ihre Position darauf: Zu Beginn findet man sie meist auf der Ostseite, wo die Sonne aufgeht, gegen Ende des Sommers dann eher auf der Westseite.

Flora im Wandel

Im Rahmen des Projekts ITEX (Internationales Tundra-Experiment) untersuchen Forschende seit 30 Jahren, wie sich arktische Pflanzen unter der Auswirkungen des Klimawandels verändern. Das Besondere an dem Projekt ist der Langzeitdatensatz, so Courtney G. Collins, Pflanzenökologin an der University of British Columbia in Vancouver. Die Studie zeigt: In der Arktis beginnen Blumen bei höheren Temperaturen früher zu blühen, sie werden schneller grün und starten ihre gesamte Wachstumssaison früher. „Diese Verschiebung hin zu einer früheren Blüte führt zu einer verbesserten Fortpflanzungsfähigkeit durch höhere Frucht- und Blütenproduktion“, sagt Collins. Doch was zunächst nach einer positiven Entwicklung klingt, birgt auch Risiken. „Die Pflanzen investieren früh Energie. Sollte ein später Frost im Frühjahr auftreten, kann das Folgen für den gesamten Fortpflanzungszyklus haben,“ – etwa wenn empfindliche Blüten beschädigt werden. Zudem droht bei einigen Arten eine zeitliche Entkopplung von ihren Bestäubern: Behalten die Bestäuber ihren Rhythmus bei oder passen sich langsamer an, während die Blumen früher im Jahr blühen, verpassen sie sich und es kommt zu weniger Bestäubung. Ein solches Geschehen ist ein Nachteil für beide, die Pflanzen und die Bestäuber.

Ein weiterer sichtbarer Effekt der Erwärmung ist, dass sich Sträucher zunehmend ausbreiten und Gräser sowie krautige Pflanzen verdrängen. Dieser Prozess wird laut Collins als „arktisches Vergrünen“ bezeichnet: mehr Biomasse, längere Vegetationsperioden und intensivere Photosynthese. Doch das Wachstum hat seinen Preis. „Gegen Ende der Saison trocknet der Boden schneller aus, und den Pflanzen stehen möglicherweise nicht mehr ausreichend Wasserreserven zur Verfügung“, sagt die Pflanzenökologin. Diese spätsaisonale Trockenheit – auch als „arktisches Verbräunen“ bekannt – zwingt viele Pflanzen dazu, ihr Wachstum frühzeitig zu beenden.

Mit Blick auf die Zukunft sagt Collins: „Wenn die Temperaturen noch höher steigen als jetzt, stellt sich die Frage, ob die Pflanzen sich weiterhin anpassen können. Es gibt wahrscheinlich eine thermische Grenze, bis zu der diese Arten weiter gedeihen können, und wir haben noch nicht wirklich herausgefunden, wo diese Grenze liegt.”