Frühling: Austrieb der Knospen

Im Frühling treiben aus jedem Spalt Keimlinge und ringen um das Licht, die Knospen der Bäume und Sträucher platzen auf, die Blüten und Blätter beginnen sich kunstvoll zu entfalten. Insekten schwirren umher, die Vögel zwitschern und bauen ihre Nester. Die Natur scheint sich selbst zu erneuern und gegen die trüben Tage aufzulehnen und das aufs Neue, Jahr für Jahr.

In diesem Artikel geht es um die Knospen, insbesondere die der Laubbäume. Wie sind sie aufgebaut, wie sind sie vor Frost geschützt, wie geht der Austrieb von statten. Hier am Beispiel eines Spitzahorns und einer Gemeinen Rosskastanie.

Weiterführende Literatur finden Sie im Quellenverzeichnis.

- Autor N. Wehner; Bundesfreiwilliger in der Botanik -

Knospen

Aufbau, Öffnen und Schutz gegen Frost

Aufbau

Am Ende des Zweiges gibt es meist eine zentrale dickere mit einer oder zwei weiteren kleinen, seitlich stehenden Knospen. Das ist bei Laub- und Nadelbäumen oft identisch. Umgeben ist der fleischige innere Teil von mehreren Schuppenblättern, die die Knospe vor Frost, Austrocknung und Fraßfeinden schützt (Bild 1). Bei manchen Arten sind diese klebrig, um den Frostschutz zu erhöhen (Gemeine Rosskastanie in Bild 2); vor allem Nadelgehölze bilden sehr viel von dieser klebrigen Harzmasse (Bild 3).

Öffnen

Das Öffnen der Knospen “steuert“ der Baum über Ionenkonzentrationen und Wasserdruck und dies hängt unter anderem von der Tagesmitteltemperatur und der Luftfeuchte ab. In Bild 1 ist die Knospe leicht geöffnet und das Innere schiebt sich heraus. In der dickeren Knospe (Tragauge) sind alle Strukturen fertig gebildet und werden durch Einleiten von Wasser aufgeblasen. So dehnt sich das Innere der Knospe um ein Vielfaches aus. Bei dem Ahorn öffnen sich die Tragaugen, in denen Blätter und Blüten enthalten sind, zuerst. Noch bevor sich die Blätter entfalten, beginnt der Ahorn zu blühen. Die Blätter folgen einige Tage später. Bei der Gemeinen Rosskastanie ist es genau umgekehrt. Weiter unten können Sie anhand der Bilder entnehmen, wie sich das Aussehen der beiden Bäume im Verlauf mehrerer Wochen entwickelt hat. 

Schutz gegen Frost

Einmal geöffnet können die Knospen durch Senken des Wasserdruckes oder Ändern von Ionenkonzentrationen nicht mehr geschlossen werden. Daher ist es wichtig, dass sie sich nicht zu früh öffnen. Falls doch Knospen erfrieren, können Bäume sogenannte schlafende Augen (= schlafende  Knospen) aktivieren, die schon im Holz eingewachsen sind oder sich noch nicht geöffnet haben. Sie sind auch nach Jahrzehnten austriebfähig und können innerhalb weniger Tage die ursprünglichen Knospen bzw. Blätter ersetzen. In Bild 4 sehen Sie dies anhand einer Hainbuche, wobei die Knospen hier eher durch einfallendes Licht, anstatt wegen Frost-/ Fraßschäden aktiviert wurden. Denn sobald Sonnenlicht länger auf den Stramm fällt, wo vorher Schatten war, beginnen schlafenden Augen auszutreiben. An Straßenbäumen ist das oft zu beobachten.

Eine Vegetationsperiode

  • Bäume und Sträucher wachsen über das Jahr verteilt nicht gleichmäßig in die Höhe und Breite. Es gibt Schubphasen.
  • Im Frühjahr, wenn die Tagesmitteltemperatur und Luftfeuchte stimmen und es nachts keinen Frost gibt, treiben die Knospen aus. Aus ihnen wachsen Blüten, Blätter sowie neue Zweige.
  • Im Laufe der Vegetationsperiode (sie beginnt im Frühling und endet im Spätjahr) endet das Längenwachstum dieses Triebes.
  • Am Ende eines jeden Zweiges wird eine Knospe gebildet, sowie an den Stellen, wo die vorherigen Blätter saßen (Blattachseln).
  • Aus den Knospen an den Blattachseln (Seitenknospen) entfalten sich lediglich neue Blätter (Blattknospen).
  • An dem Ende des Zweiges werden sogenannte Tragaugen gebildet. Aus einem Tragauge (=Tragknospe) schiebt sich der gesamte Blütenstand mit mehreren Blättern, die sich erst später entfalten. Jede Blüte war eine Blütenknospe, die zusammen aus einem Tragauge einen Blütenstand bilden.
  • Durch Wiederholen dieses Vorgangs bildet sich über Jahre ein verzweigtes Sprosssystem.
  • Nach dem Längenwachstum folgt das Dickenwachstum und die neuen Triebe beginnen zu verholzen. Sie ändern allmählich ihre Farbe von grün zu braun.

Laubblatt eines Spitzahorns

Aufbau

Die Blätter des Spitzahorns (Acer platanoides) sind von Blattspitze bis Stielende ca. 20 cm lang. Die Blattenden laufen in meist 5 zugespitzte Lappen aus. In jeden Lappen läuft ein dickerer Blattnerv bis zur Spitze, von dem wiederum dünnere Seitennerven abzweigen. Der Rand ist, im Gegensatz zum Bergahorn, nicht gesägt sondern glatt. Der zentrale Blattnerv glänzt wegen kleinen Flaumhaaren (Bild 4).

Unter 100-facher Vergrößerung (Bild 2) sieht man das mosaikartige Muster der Blattzellen. Die weißen Stränge sind Leitgewebe, die Wasser und Nährstoffe in und aus den Zellen transportieren. In den hell- und dunkelgrünen Bereichen befinden sich die Zellen, die von Leitgewebe umschlossen sind und Chloroplasten enthalten. Sie sind die "Kraftwerke" einer jeden Zelle, die Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht in Sauerstoff und Traubenzucker (Glucose) umwandeln; diesen Vorgang nennt man Fotosynthese.

In Bild 3 liegt ein Querschnitt von der Mitte des Blattes vor. Dieser ist nur ca. 1 mm dick und 400-fach vergrößert. Wenn Sie auf das Bild klicken, können Sie die wichtigsten beschrifteten Strukturen sehen. Die Funktionen der Strukturen von 1 bis 6 sind:

  • 1 = Seitennerv/ Leitbündel zum Transport von Nährstoffen wie Wasser (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Abtransport von Glucose und Sauerstoff (O2). 
  • 2 = Die Epidermis gibt dem Blatt Stabilität. Dieser liegt eine dünne Wachsschicht auf (Cuticula), welche das Blatt vor Austrocknung schützt. Epidermis und Cuticula zusammen lassen keine Stoffe aus dem und in das Blatt.
  • 3 = Die Zellen im Schwammgewebe liegen locker verteilt vor, da in dieser Zellschicht die zur Fotosynthese wichtigen Stoffe ausgetauscht werden. Es enthält selbst einige Chloroplasten.
  • 4 = Die Blattoberfläche besitzt für die Aufnahme und Abgabe von z.B. CO2, H2O und O2 sogenannte Spaltöffnungen, die durch Ionenkonzentrationen und Wasserdruck geöffnet und geschlossen werden. 
  • 5 = Hohlraum im Blatt für den Gasaustausch.
  • 6 = Das Palisadengewebe ist reich an Chloroplasten und ist deswegen sehr dunkelgrün und im Bild leicht verschwommen.

In Bild 4 ist ein Querschnitt am unteren Teil des Blattes zu sehen, weshalb sehr wenige Chloroplasten in den Zellen sind. Die weißen Zellen sind überwiegend Speicherzellen und Leitgewebe, welche selbst keine Fotosynthese betreiben können. Die Flaumhaare mindern die Verdunstung, durch die Bildung eines Luftpolsters.

Verwechslungsgefahr und Ähnlichkeiten: Die Namen des Spitzahorns (Acer platanoides) und des Bergahorns (Acer pseudoplatanus) deuten die Ähnlichkeit zur Ahornblättrigen Platane (Platanus acerifolia) an, die ebenfalls "acer..." im Artnamen besitzt. Die Ähnlichkeit beruht auf der Blattform.

Zeitraffer zweier Laubbäume

Im Folgenden Abschnitt sehen Sie den Blatt- und Blütenaustrieb zweier Laubbäume. Ein Spitzahorn an der B-10 vor dem Oststadtkreisel und eine Rosskastanie auf dem Friedrichsplatz vor dem Museum. Einmal die Zeitraffer beider Bäume von weitem und einmal von nahem. Auffällig ist, dass der Ahorn zuerst blüht und danach seine Blätter entfaltet, während die Rosskastanie zuerst ihre Blätter vollständig ausbreitet und erst Tage bis Wochen später ihre Blüten öffnet.

Spitzahorn von weitem

Dieser Spitzahorn war einer der ersten Laubbäume an dieser Straße, der seine Knospen geöffnet hat. Selbst die anderen Spitzahorne nebenan entwickelten sich langsamer. 30.03 bis 01.04 entwickelte sich der Ahorn aufgrund der wärmeren Tage Ende März/ Anfang April sehr rasch. Als es erneut kälter wurde veränderte sich vom 1. April bis 9. April relativ wenig. Die größte Veränderung geschah vom 20.04 bis 26.04. Innerhalb von sechs Tagen bildete der Baum Früchte und entfaltete die Blätter vollständig. Die Farbe der Blätter ging von einem hellen grün zu einem dunklen grün über. Die Oberfläche der Blätter wurde rauer und die Laubkrone blickdicht. 

Infos zu den Bildern können Sie beim Anklicken entnehmen.

Spitzahorn von nahem

Die Bilder 1 bis 8 zeigen die Entwicklungen der Blütenknospen und die Bilder 9 bis 12 die Entwicklungen der Blattknospen.

Die Bilder 4 bis 8 sind von derselben Knospe aufgenommen. Die Restlichen von anderen, da am gleichen Tag manche Knospen erst am Anfang und andere bereits am Ende der Entwicklung waren. So sind die meisten Entwicklungsstadien in der Zeitraffer vorhanden.

Infos zu den Bildern können Sie beim Anklicken entnehmen.

Rosskastanie von weitem

Die Bilder sind alle von derselben Position aufgenommen. Von der Entwicklung her, war diese Rosskastanie im Vergleich zu den umliegenden langsamer. Ihre Blüten öffneten sich allmählich Tage später Anfang Mai. Infos zu den Bildern können Sie beim Anklicken entnehmen.

Rosskastanie von nahem

Die Bilder gehören bis auf Bild 1 alle zu der Rosskastanie vor dem Museum. Bild 2 bis 5 und 6 bis 9 gehören zu je einem Trieb. Infos zu den Bildern können Sie beim Anklicken entnehmen.

Quellen und weiterführende Literatur

  • Aas & Riedmiller (1992): Laubbäume bestimmen kennenlernen schützen. Gräfe und Unzer. S16, 17, 18, 34-37
  • Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) (2021): Frühling, Was passiert im Baum?: Link zur Webseite
  • Bundesamt für Naturschutz BFN (2021): Schützende Knospen: Link zur Webseite
  • Hans-Peter-Willig (2021): Schlafende Knospe: Link zur Webseite