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[xandru]

Hallo Walter,

Der Schluss ist mir zu spekulativ und lenkt ab. Die Frage ist doch die mögliche Wuchshöhe – unter den natürlichen genetischen Bedingungen einer Spezies. Die Rede ist weder von künstlich gemischten Organismen noch etwa von kranken Individuen.

Sicher kann man nicht alle Koniferen als Relikt-Arten bezeichnen. Jedoch ist die Evolution ein ständigen Werden und Vergehen von Arten. Wenn man nun bedenkt, dass die Koniferen um Größenordnungen älter sind (Faktor 3) als die Samenpflanzen, muss es verwundern, dass die Zahl der rezenten Spezies um Größenordnungen kleiner ist (Faktor 100). Und das selbst wenn die Lebensspanne (und damit Generationenfolge) einiger Koniferen bis zu Faktor 10 größer ist als wohl bei den meisten Laubbäumen.

Wahrscheinlich sind im Laufe der Evolution Hunderte oder gar Tausende von Koniferen-Spezies entstanden und auch wieder vergangen. So gesehen sind die heute existierenden ca. 500 Arten tatsächlich ein Relikt und die Angiospermen haben das Zeug, sich rascher an ökologische Nischen anzupassen. Haben Laubbäume einen schnelleren Stoffwechsel, der sie für extrem kalte Standorte ungeeignet macht?

Wenn wir aber von der Höhe reden: Angesichts der Druckverhältnisse (100 Meter = zehnmal der Luftdruck) scheint mir die Schiene des unterschiedlichen Transports am interessantesten. Sind die höchsten Spezies alle immergrün? Darf der Transport nicht abreißen? Hier käme dann die Theorie des hohen Durchsatzes ins Spiel (verhältnismäßig hohe Verdunstung bei konstantem Nachschub).

Verhältnismäßige Grüße,
Wolfgang

[Tuff]

Walter,

Da hast Du wohl recht, ich habs durcheinandergebracht. danke für die Korrektur. Was früher größer war, war die Anzahl der Tage, aber natürlich bei kürzerer Dauer. Wikipedia has the story.
Entsprechende Untersuchungen deuten beispielsweise an, dass vor 400 Millionen Jahren das Jahr etwa 400 Tage hatte, bei angenommener gleicher Jahresdauer also ca. 21,9 Stunden je Tag. Für vor 310 Millionen Jahre konnte dagegen eine Tagesdauer von 20 Stunden ermittelt werden.

Da die heutigen Gattungen (nicht Arten!) sich i.d.R. in einem Zeitrahmen von 50 - 150 (200 ?) Mio Jahren gebildet haben, können wir diese obigen Werte wohl vernachlässigen.

[Tuff]

Zum Riesenwuchs in erdgeschichtlichen Zeiten.

Fossilen Funde können selten so gut bestimmt werden, daß man eine Identität zu heutigen Arten herstellen kann. Daher werden sie generell mit einem arbiträren Artnamen belegt. Beispiel: Sequoiadendron chaneyi (zu Ehren eines Paläontologen) oder Sequoia abietina. Eine Identität zur heutigen Sequoia wird in der heutigen paläontologischen Systematik erst bei Fossilien aus dem Miozän festgestellt. Die Art sempervirens ist damit wahrscheinlich nicht älter als ca. 20 Mio Jahre.

Je weiter man in die Vergangenheit geht, desto unsicherer wird die Zuordnung. Insbesondere ist es meist - aus Mangel an Fossilien - unmöglich, eine direkte Verbindung von einer Art zu ihrem Vorläufer herzustellen. Dieser Vorläufer kann von derselben Gattung sein, oder sogar einer anderen Gattung, dann hätten wir das 'missing link' zwischen zwei Gattungen. Das dürfte nur sehr selten gefunden werden.

Es gibt auch ein prinzipielles Problem. Wir sind es ja gewohnt, Arten quasi 'räumlich' zu denken: Ein Baum hier ist nicht ein Baum dort. Aber was ist, platt gesagt, mit dem gleichen Baum der vorgestern noch so war und heute anders ist ? Wann ist es eine eigene Art ? Gibt es Zwischenstadien ? Aber wo hört 'zwischen' auf ?

Wenn wir jetzt also über 'Riesenwuchs' (oder nicht) von Bäumen einer speziellen Gattung spekulieren, sagen wir Sequoia vor > 140 Mio Jahren (vielleicht die ältesten Fossilien die es bezüglich 'unserer Mammutbäume' überhaupt gibt, den eigentlichen Funden hierzu habe ich aber bisher nicht auf den Zahn gefühlt) dann muss man zunächst mal die Quellen prüfen. Sind die genannten Fossilien wirklich von der Gattung Sequoia oder wurde das falsch kolportiert. Leider sind die 'Populär-Texte' der Sekundärliteratur oft genauso salopp wie ich mit den 'Eukalyptusartigen' . Aber auch wenn es Sequoia war, muß es sich nicht um einen Vorläufer unserer heutigen KM handeln.

Gehen wir noch weiter in der Zeit zurück bis zu einem gemeinsamen Vorläufer aller fossilen Sequoia Arten, landen wir höchstwahrscheinlich bei einer eigenen schon relativ unähnlichen Familie, wie zum Beispiel den Cheirolepidiaceen. So eine Familie wird nebenbei gesagt auch nach möglichen 'Abspaltungen' noch weiterexistiert haben. Man findet also vom Vorläufer gegebenenfalls auch jüngere Fossilien als vom Nachfahren.

Das alles beinhaltet eine Menge Potential zu Fehlern und Verwirrung - man darf sich nicht zu sehr auf die ferne Vergangenheit stützen. Daher schlage ich vor, zum Vergleich mit heutigen Arten nur einen Zeitraum zu nehmen, der nicht so weit zurückreicht und der relativ gut 'erforscht' ist, etwa das Tertiär (heute durch das anders definierte "Känozoikum" ersetzt), welches mehr oder weniger mit dem Einschlag des Chicxulub Asteroiden vor 66 Mio Jahren begann.

Über die Höhen der tertiären Baum-Fossilien konnte ich bisher nicht soviel finden, das Bild hierzu ist mindestens unklar. Auffällig riesige Exemplare (auch im Durchmesser) wurden jedenfalls nicht berichtet. Vergleiche mit den Saurieren wo dies Alltag war. Aber einen fossilen 100 m Stamm nach 50 Millionen Jahren intakt an einem Stück zu finden ist andererseits auch ein Ding der Unmöglichkeit; und genau da wo die Bäume am größten wurden herrschten vielleicht auch die Bedingungen einer raschen Zersetzung.

Ich gehe jedenfalls davon aus, daß in erdgeschichtlichen Zeiten die Bäume im Allgemeinen auch nicht viel höher waren als heute (tut mir leid, Andre). Es wird aber durchaus immer wieder, als Ausnahme, einzelne Giganten gegeben haben von denen einige sicher auch den Sherman Tree oder den Maria-del-Tule-Baum übertrafen.

Sondern ich glaube eher, daß über eine lange Evolutionszeit bestimmte sich selbst verstärkende Merkmale bis zum Extrem 'ausgereizt' werden. Hier denke ich an den evolutionären Druck zum Höhenwuchs bei Sequoia, der sich bei innerartlicher Konkurrenz (welcher die Bäume aufgrund der klonalen Vermehrung auch nicht ausweichen können) selbst verstärkt. Es ist auch denkbar, daß heutige Gebirgsmammutbäume, nachdem sie durch die Eiszeiten gingen, im Durchschnitt sehr viel älter und dadurch auch größer werden als ihre tertiären Vorläufer.

[Tuff]

Sind die höchsten Spezies alle immergrün?

Das finde ich eine gute Frage. Soweit ich es überblicke, würde ich sagen, ja. (Man müsste die tropischen Bäume aber noch im Einzelnen chekcen, zu denen bin ich nur rudimentär informiert).

Das hätte dann aber möglicherweise Konsequenzen bezüglich Metasequoia - oder diese Art widerlegt eines Tages die Regel

[Odysseus]

Der Schluss ist mir zu spekulativ und lenkt ab. Die Frage ist doch die mögliche Wuchshöhe – unter den natürlichen genetischen Bedingungen einer Spezies. Die Rede ist weder von künstlich gemischten Organismen noch etwa von kranken Individuen.

Hallo Wolfgang,

für mich ist interessant, wie ist genau der Mechanismus, der die Wuchshöhe bestimmt.
Otto, Bernt, Tuff haben da viele Dinge aufgeführt: Turgor, Kohäsion, Adhäsion, Kapillarkräfte, Salzkonzentrationsgefälle, Tracheeenlänge, wie das Wasser von den Wurzeln in die Krone hochgeschafft wird. - Irgendwo muss da eine Grenze sein.

Mein Ansatz also,
ich setze den Baum unter konstanten Wachstumsantrieb und untersuche dann, wie hoch er wird und wann oder wie welches (Wasserhochleit-)System ausfällt. Vorher muss ich natürlich ausprobieren, wie messe ich jedes einzelne System.
Dann vergleiche ich die Bäume und bekomme im Idealfall ein Ergebnis, oder wenigstens Erkenntnisse, die zu weiteren Experimenten führen.
(Sillett hat so ähnliche Überlegungen auch angestellt).

Die mögliche natürliche Wuchshöhe kann ich doch nur ermitteln über Anpflanzversuche und hinterherige statistische Auswertung.
Eigentlich braucht man das aber auch gar nicht. Man muss nur die heutigen Baumvorkommen in Bezug auf Höhe oder Dicke mit den geeigneten statistischen Parametern untersuchen, dann hat man die arttypischen Wuchshöhen oder Dicken. Und daraus ergeben sich die Werte, die heute in den Büchern stehen.

Viele Grüße
Walter

[Tuff]

Also wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, sollte man den Hyperion in eine Rodella-Röhre stecken und künstlich noch optimaler mit allem versorgen was er so braucht und dann mal schauen wie hoch er noch wird ?

Kannste den Amis ja mal vorschlagen.

[Kiefernspezi]

Vorsicht, die Amis setzen das glatt um. 

[Waldläufer]

Hallo,
wenn die Argumente ausgetauscht sind, sollte man nicht zögern auch mal nachzuschlagen,
was die sog. Wissenschaft dazu sagt.
Die meisten der bisher angeführten Argumente haben eine gewisse Berechtigung. Einige wiegen jedoch
schwerer und sind unten angehängtem Artikel zu entnehmen.
Genetisch muß die Art natürlich für entsprechenden Wuchs programmiert sein. Dieser stößt jedoch bei
ca. 130m an physikalische Grenzen. Diese physikalischen Obergrenzen können jedoch nur erreicht werden wenn
die Standortbedingungen also Klima, Boden, Wasserverfügbarkeit etc. optimal sind. Dies muß man leider für
hiesige Verhältnisse ausschließen.

                                                            Viele Grüße                Bernt

http://suite101.de/article/die-groessten-baeume-der-welt-a70719

[Odysseus]

Genetisch muß die Art natürlich für entsprechenden Wuchs programmiert sein. Dieser stößt jedoch bei
ca. 130m an physikalische Grenzen.

Hallo,

nach Bernts Link legen also Modellrechnungen nahe, dass bei 130 m Schluss sei. Modellrechnungen sind aber eben nur Modellrechnungen. Sie beruhen auf bestimmten Annahmen. Wenn sich der Baum aber nicht an die Annahmen hält - und hier hat Tuff völlig recht: Was wissen wir schon, welche Strategien der Baum außer den bekannten noch entwickelt hat -, dann sind alle schönen Modellrechnungen für die Katz.

Modellrechnungen sind immer wieder nötig, aber das wesentliche Mittel ist die Überprüfung der einzelnen Parameter, anhand derer man dann wieder die Modellrechnungen verbessern/verändern oder wegschmeißen kann.
(Ich darf nur hier anfügen: Wie oft waren Modelle falsch? - Magengeschwüre: Grund: früher: Stress, Ärger; heute: Bakterium Agrobacter pylori. Nach den Modellrechnungen zur Erderwärmung müssten wir heute höhere Temperaturen haben. Die Temperaturzunahme stagniert aber seit 10 Jahren..., etc., etc., etc.)
- Nicht zu vergessen, das schönste Modell: Die Planeten und die Sonne drehen sich um die Erde. Mit Hilfe komplizierter Epizykeln konnte man (fast) alle Bewegungen erklären. Bis sich tatsächlich herausstellte: alles falsch.

Gerade bei den Pflanzen ist ganz viel nicht verstanden.
Am 1.12.13 war ich in Heidelberg auf einem Vortrag von Prof. Edgar Wagner (Freiburg) "Die Pflanze und die Wurzeln biologischer Zeitmessung".
Der hat auch dargestellt, dass eine Pflanze elektrische Potentiale den Stamm hinauf- und hinunterleitet. Aber wie sie das genau macht (und warum die Blätter dann wie reagieren) - es gibt ja keine Nerven - null Ahnung. Er hat eine Mimosa pudica unter Äther gesetzt. Die hat nicht mehr auf Berührungen reagiert. Warum nicht?: null Ahnung.

Viele Grüße
Walter

[cbk]

Moin Walter,

klar gab es viele Modellrechnungen, die daneben waren. Ich würde aber mal ein paar ganz simple Modellrechnungen zu Rate ziehen, um zu gucken, wie groß ein Baum werden kann.

• Gibt es statische Berechnungen zur Tragfähigkeit der einzelnen Holzarten? Also wie viel kg/cm² kann ein senkrecht stehender Holzstab tragen, bevor er durch sein Eigengewicht zerquetscht wird?
• Wie sieht es im Sturm mit den Hebelverhältnissen am Stamm in Höhe des Erdbodens aus? Wie viel Kraft kann das Holz in den Boden ableiten bevor es zerreißt?
• Wie hoch kann eine Pflanze durch Kapillarwirkung das Wasser in die Krone bekommen.

Ich wäre mal gespannt so eine statische Berechnung zu sehen. Quasi wie bei einer Festigkeitsprüfung von Beton zur Qualitätskontrolle. Da gießt man auch 10 x 10 x 10 cm große Blöcke und drückt dann drauf, bis der Block zerplatzt, um die Festigkeit des Materials zu ermitteln.


Bau(m)statische Grüße
Chris Benjamin

[Tom E]

Hallo Chris Benjamin,
ersteres ist m.M.n. eher zu vernachlässigen. Ich glaube nicht, dass irgendein Baum damit Probleme gekommt, du musst bedenken, es gibt KM welche
über 100m hoch sind bei unter 2m BHD. Dann sollte ein 6m BHD Baum ebenfalls keine Probleme haben, wobei die oberen/hohen Teile des Baumes
sowieso eine eher kleine Rolle beim Gewicht spielen.
Zweiteres ist klar, eigentlich wächst kein Baum an ungeschützten Stellen sehr hoch. Ein KM der über 100m Höhe erreicht, steht in einer geschützten Senke
und ist zudem von vielen anderen Bäumen um sich herum geschützt. Nimm ihm nur die Begleitbäume und er wird, wie schon viele vor ihm, einfach umfallen.
Auch die hohen Douglasien, sowie die BM in Auenwald, wachsen in gut geschützten Lagen, sonst sind hier nichtmal diese Höhen möglich. Hier bei mir
im Flachland, ohne schöne geschützte Lagen, haben sogar die Douglasien mit den 50m zu kämpfen.
Der letzte Punkt entspricht eben dem Modell das die 130m Maximalhöhe angibt.

Gruß
Tom

[lodda 41]

hier ist lodda 41 . beim küstenmammut ist zu bedenken das er nicht nur durch kapilarien wasserversorgt wird, sonder zu ca. 40 % durch feuchtigheit von aussen versorgt wird. durch küstennebel und sehr hohen Niederschlagsmengen. ausserdem stehen alle sehr hochgewahcsene in senken mit hoher wasserzufuhr und auf schhlemmland ,also sehr nährstoffreichem boden     mit freundlichen grüssen lothar.

[Tuff]

Die deutsche Wikipedia hat einen sehr guten knappen Artikel zum Wassertransport in der Pflanze.

Ich fasse mal noch knapper zusammen:

Wasseraufnahme in den Wurzelhaaren durch Osmose, das Wasser wird im Bereich des Casparystreifens aktiv in das innere der Zellen und letztlich ins Xylem gepumpt, wobei der Übergang wie ein Rückschlagventil funktioniert (Zurückfließen ausgeschlossen). Dadurch wird ein Wurzeldruck aktiv erzeugt. Der Wurzeldruck baut sich vor allem über nacht auf, da dann der Druck nicht durch Transpiration abgebaut wird. (*)
Mit Beginn der Photosynthese (vormittags) entsteht ein Transpirationssog. Er beruht darauf daß bei der CO2-Aufnahme durch die Stomata der Nadeln Wasserdampf freigesetzt wird (quasi ein Austausch mit Wasserverlust). Dies ist der Hauptanteil dessen was gemeinhin 'Verdunstung' genannt wird.

Transpirationssog und Wurzeldruck zusammen ergeben einen leistungsfähigen Wassertransport.

(*) Wüstenpflanzen haben den CAM (Crassulacean Acid Metabolism) Mechanismus entwickelt, bei dem nur nachts CO2 ausgetauscht wird; die Stomata bleiben tagsüber geschlossen.

[Waldläufer]

Hallo Walter,
daß die Modellrechnung nicht auf den Zentimeter stimmt und vielleicht aus irgendwelchen zusätzlichen positiven
Gründen auch 140m errreicht werden kann mag ja sein. Diese jetzt anzuzweifeln weil so vieles andere auf dieser Welt auch
nicht stimmen soll ist aber kein richtiges Argument. Hüstl..
Loddar,
wenn du den Artikel richtig liest, wirst du feststellen daß erwähnt wird, daß zusätzliche Wasserzufuhr im Bodenbereich dann
auch nichts mehr bringt. Du hast aber insofern recht, als Redwood über Nadeln und Triebe etwas Feuchtigkeit aufnehmen kann.
Dies macht aber nicht mehr als 7% des Gesamtwasserhaushaltes im Baum aus. Aber immerhin!

                                                        Viele Grüße                  Bernt

[Tuff]

Was bedeutet das für die Standortwahl, wenn man besonders hohe Bäume erzielen möchte ?

(1) Für den Ionenaustausch in der Wurzel, aber auch für die Schließmechanismen der Stomata, sind Kaliumionen besonders wichtig. Eine gute Kaliumversorgung ist daher von besonderer Bedeutung. Ich erinnere daran, daß sowohl in den Sierra Groves als auch in den Eukalyptuswäldern und anscheinend auch in den Redwood-Wäldern (aber stimmt das wirklich?) regelmäßig Feuer vorkommen, welche den Kaliumvorrat in einer leicht löslichen Form auffrischen. Neben Asche können vulkanische Substrate, aber auch See- oder Brackwasser gute Kaliumquellen sein.

(2) Die Wasserleitfähigkeit des Bodens ist bedeutsam. Das trifft sich mit der Anforderung nach guter Sauerstoffversorgung: Eine hohe Kapillarität ist von Vorteil, diese wird neben der Körnung vor allem durch biologische Faktoren bedingt (lebende aber auch abgestorbene Wurzelgeflechte, Pilzgeflechte, und vor allem Enchytraeiden oder Lumbriciden, also Würmer).

(3) Bodenwärme. Sehr kühle Böden verringern die Leitfähigkeit sowohl in den Bodenkapillaren als auch in der Wurzel.

(4) Die Stärke des Transpirationssoges hängt sehr von der relativen Luftfeuchtigkeit ab. Ist diese sehr hoch, wird die Kraft geringer. Optimal wäre demnach eine eher geringe Luftfeuchte. Dann müsste die Wasserversorgung durch das Bodenwasser (etwa am Flußufer) optimal sein.

In dem Zusammenhang ist es interessant, daß das Mikroklima gegen die zu Sonne und Wind exponierte Kronenspitze trockener wird. Sowohl die hohen Eukalyptuswälder Australiens als auch die Sierra Groves sind offene Wälder mit nicht sehr hoher Luftfeuchte in der Spitzenhöhe. Die trockenen Bedingungen angepasste veränderte Nadelform bei Spitzentrieben von Sequioa deutet ebenfalls relativ lufttfrockenere Bedingungen an. Möglicherweise gibt es hier einen Verstärkungsmechanismus, bei dem einzelne hohe Kronen einen stärkeren Transpirationssog erzeugen können wenn sie der Luftfeuchte des dichten Bestandes entwachsen.

Dem steht die Behauptung gegenüber, daß Redwoods einen Teil ihres Wasserbedarfes in der Krone durch die Luftfeuchte decken. (Aber stimmt das wirklich und wie funktioniert es; oder ist hier bloß verringerte Verdunstung gemeint ?).

(5) Das vielleicht größte Problem einer hohen Wassersäule sind Embolien durch "Verunreinigung" mit Gasen und Ionen.

Hier helfen Standortbedingungen wie geringe Windbewegungen des Stammes (->keine Stürme; aber auch sehr massive Stammstärken), und keine großen und raschen Temperatur-Schwankungen (vor allem kein Frost), und insgesamt vermutlich eher kühl (unter 20°C) als sehr warm weil das förderlich ist für die Adhäsion der Wassersäule.

Diese Anforderung steht in gewissem Gegensatz zum hohen Energiebedarf durch Sonneneinstrahlung, wobei direkte Sonne die Temperatur erheblich erhöhen kann. Dabei werden erwartungsgemäß aber nur die äußeren Schichten des Stammes erwärmt, das Xylem im Inneren eines dimensionsstarken Baumes ist davor durch die Masse geschützt (und idealerweise auch noch durch eine dicke Borke).

(6) Bei großer Hitze kommt bei den meisten Pflanzen schließlich auch die Photosynthese zum Erliegen wodurch eine Wassersäule ebenfalls zusammensacken kann. Hier kann einerseits das Sonnenlicht durch tagsüber gelegentlich auftretende leichte Nebel gemildert werden (idealerweise Verdunstungsnebel nur gegen Mittag), andererseits können die Nadeln durch leichten Wind gekühlt werden.

Für die Photosynthese und die biophysikalischen Prozesse allgemein sind übrigens leichte rhythmische Schwankungen in der Aktivität förderlich. Der Idealfall wäre ein sonniger Sommertag an dem etwa jede halbe Stunde ein paar Wolken durchziehen welche für 5 - 10 Minuten das Sonnenlicht abmildern. Mit andern Worten, den ganzen Tag über volle heiße Sonne ist nicht optimal, kurze Pausen sind gut.

Jetzt kann man sich versuchen vorzustellen wo solche Standorte zu finden sind bzw. was man als Waldmanager oder Parkbetreuer machen kann um die Bedingungen zu verbessern.