Herbstfärbung erklärt: Warum Laub gelb, orange und rot wird
Im Oktober kann ein einziger Baum aussehen, als hätte jemand seine Farbpalette ausgetauscht. Wo wenige Wochen zuvor fast nur Grün zu sehen war, erscheinen plötzlich Gelb, Gold, Orange, Rot, Violett und Braun. Dahinter steckt jedoch weit mehr als ein langsames „Vertrocknen“ der Blätter.
Die Herbstfärbung ist das sichtbare Ergebnis eines erstaunlich geordneten Umbaus im Blatt. Der Baum zerlegt wertvolle Bestandteile, transportiert wiederverwendbare Stoffe zurück in seine dauerhaften Organe und bereitet gleichzeitig den späteren Blattfall vor. Erst dabei wird sichtbar, dass ein sommergrünes Blatt schon während des Sommers mehr Farben enthält, als unser Auge normalerweise erkennt.
Besonders überraschend ist der Unterschied zwischen Gelb und Rot: Viele gelbe und orange Pigmente waren bereits vorher im Blatt vorhanden. Ein großer Teil der roten Farbstoffe wird dagegen erst während der herbstlichen Blattalterung gebildet. Der Botanische Garten Berlin beschreibt diese chemischen Abbau- und Umlagerungsprozesse als Grundlage der Herbstfärbung.
Inhaltsverzeichnis
- Warum Bäume das Laub abwerfen
- Was im Blatt passiert
- Gelb und Orange
- Rot und Violett
- Braun
- Welche Bäume färben sich wie
- Wetter und Intensität
- Herbstfärbung im eigenen Garten
- Laub nutzen statt entsorgen
- Häufige Fragen
- Fazit
Warum Bäume das Laub abwerfen
Ein Laubbaum könnte seine Blätter theoretisch länger behalten. Unter mitteleuropäischen Winterbedingungen wäre das für viele Arten jedoch ein ungünstiges Geschäft.
Blätter besitzen eine große Oberfläche. Über ihre Spaltöffnungen findet während der Vegetationsperiode ein intensiver Austausch mit der Atmosphäre statt, bei dem unter anderem Wasser abgegeben wird.
Wasser wird im Winter zum Problem
Wenn der Boden stark abkühlt oder gefriert, kann die Wasseraufnahme über die Wurzeln eingeschränkt sein. Gleichzeitig könnten Blätter weiterhin Wasser verlieren.
Sommergrüne Bäume vermeiden dieses Problem, indem sie ihre Blätter vor dem Winter kontrolliert abwerfen.
Der Blattfall ist damit keine Niederlage des Baumes, sondern Teil seiner jahreszeitlichen Strategie.
Empfindliches Blattgewebe
Blätter sind außerdem vergleichsweise empfindliche Organe.
Frost, Schnee, Wind und wiederholtes Gefrieren und Auftauen können das Gewebe belasten. Statt die gesamte Blattmasse über den Winter zu erhalten, baut der Baum verwertbare Bestandteile zurück und startet im Frühjahr mit neuen Blättern.
Das kostet Energie – spart aber auch den Aufwand, eine große empfindliche Blattfläche durch ungünstige Winterbedingungen zu erhalten.
Was im Blatt passiert
Wenn das grüne Chlorophyll abgebaut wird, werden gelbe und orange Farbstoffe sichtbar.
Die Herbstfärbung beginnt nicht erst in dem Moment, in dem wir ein gelbes Blatt entdecken.
Im Inneren hat der Umbau bereits begonnen.
Das Chlorophyll verschwindet
Im Sommer dominiert Chlorophyll das Erscheinungsbild des Blattes.
Der grüne Farbstoff ist zentral für die Photosynthese und so reichlich vorhanden, dass er andere Pigmente optisch überdeckt.
Wenn die Tage kürzer werden und die Blattalterung einsetzt, wird Chlorophyll nicht mehr im gleichen Maß erhalten. Es wird schrittweise abgebaut. Dabei werden verwertbare Bestandteile zurückgewonnen und in dauerhafte Pflanzenteile verlagert. Der Botanische Garten der Universität Mainz beschreibt diesen Vorgang als Teil eines genetisch gesteuerten Alterungsprozesses des Blattes.
Das ist der erste große Farbwechsel: Das Grün verschwindet.
Der Baum recycelt
Ein herbstliches Blatt ist also nicht einfach ein Organ, das der Baum plötzlich nicht mehr benötigt und fallen lässt.
Vorher findet Recycling statt.
Verwertbare Stoffe aus dem Blatt werden zurückgezogen und können in Stamm, Ästen und anderen dauerhaften Geweben gespeichert werden. Im folgenden Frühjahr stehen Teile dieser Ressourcen wieder für den Austrieb zur Verfügung.
Die Trennschicht entsteht
Parallel dazu verändert sich die Verbindung zwischen Blattstiel und Zweig.
Am Blattgrund entsteht ein Trenngewebe. Die Leitungsverbindungen werden zunehmend unterbrochen, bis das Blatt schließlich abfallen kann.
Ein Windstoß löst also am Ende lediglich etwas, das der Baum zuvor biologisch vorbereitet hat.
Gelb und Orange
Warum wird eine Birke goldgelb, während andere Gehölze orange leuchten?
Die Antwort steckt teilweise schon im Sommerblatt.
Verdeckte Farben
Neben Chlorophyll enthalten Blätter weitere Pigmente, darunter Carotinoide. Zu dieser Gruppe gehören auch gelbe Xanthophylle.
Während des Sommers sind ihre Farben weitgehend vom dominierenden Chlorophyll überdeckt.
Wird das Chlorophyll im Herbst abgebaut, treten diese Pigmente optisch hervor. Der Botanische Garten Berlin nennt Carotinoide als Ursache vieler gelber und orangefarbener Herbsttöne und führt Birken als typisches Beispiel für eine Gelbfärbung an.
Das Faszinierende daran: Der Baum wird nicht unbedingt erst im Herbst „gelb angemalt“.
Das Gelb war gewissermaßen schon da.
Warum besitzt das Blatt diese Pigmente?
Carotinoide gehören zur normalen Ausstattung photosynthetisch aktiver Blätter. Sie stehen also nicht ausschließlich für die Herbstfärbung zur Verfügung.
Erst das veränderte Verhältnis der Pigmente macht ihre Eigenfarben für uns so deutlich sichtbar.
Deshalb kann der Abbau eines grünen Farbstoffs einen Wald scheinbar innerhalb kurzer Zeit goldgelb werden lassen.
Rot und Violett
Bei roten Blättern ist die Geschichte komplizierter.
Hier spielen Anthocyane eine zentrale Rolle.
Rot entsteht teilweise erst im Herbst
Anders als die bereits im Sommer vorhandenen gelben Carotinoide werden Anthocyane bei vielen rot färbenden Blättern während der herbstlichen Alterungsphase neu gebildet.
Sie befinden sich im Zellsaft und können Farbtöne von Rot bis Violett hervorrufen. Der Botanische Garten Mainz hebt ausdrücklich hervor, dass die roten Pigmente während dieser Übergangsphase neu entstehen.
Deshalb ist ein rotes Ahornblatt nicht einfach nur ein grünes Blatt, bei dem Grün entfernt wurde.
Im Herbst kommt tatsächlich neue Pigmentbildung hinzu.
Warum investiert ein Blatt kurz vor dem Abfallen noch in rote Farbe?
Genau diese Frage macht Anthocyane besonders interessant.
Ihre biologische Funktion während der Blattalterung ist nicht abschließend mit einer einzigen Erklärung beschrieben. Diskutiert wird unter anderem eine Schutzwirkung: Anthocyane könnten einen Teil intensiver Strahlung abfangen und dadurch empfindliche Prozesse während des Nährstoffrückzugs schützen. Der Botanische Garten Mainz beschreibt diese mögliche Funktion ausdrücklich als diskutierte Erklärung, nicht als endgültig geklärte Tatsache.
Das ist ein gutes Beispiel dafür, dass selbst ein alltägliches Herbstphänomen noch interessante Forschungsfragen enthält.
Braun
Braunes Laub wird häufig einfach mit „vertrocknet“ gleichgesetzt.
Botanisch steckt mehr dahinter.
Während des Absterbens verändern sich verschiedene Blattbestandteile. Der Botanische Garten Berlin beschreibt braune Farbstoffe, die unter anderem aus oxidierten Gerbstoffen hervorgehen können; besonders sichtbar ist das beispielsweise bei Eichen und Buchen.
Braun kann außerdem stärker hervortreten, wenn die anderen leuchtenden Pigmente verschwinden und das Blattgewebe weiter altert.
Deshalb durchläuft ein Blatt möglicherweise mehrere optisch sehr unterschiedliche Phasen: Grün, Gelb oder Rot und schließlich Braun.
Welche Bäume färben sich wie
Die genetische Ausstattung einer Art und Sorte bestimmt wesentlich mit, welche Pigmente sichtbar werden können. Wetter und Standort verändern die Intensität, können aber aus einem grundsätzlich gelb färbenden Gehölz nicht beliebig einen leuchtend roten Herbstbaum machen.
Ahorn
Ahorne gehören zu den bekanntesten Herbstgehölzen.
Je nach Art und Sorte reicht das Spektrum von Gelb über Orange bis zu kräftigem Rot. Besonders einige nordamerikanische und ostasiatische Arten besitzen eine ausgeprägte Neigung zur Anthocyanbildung.
Buche
Die Rotbuche beginnt häufig mit gelblichen bis warmen orangebraunen Tönen.
Mit fortschreitender Blattalterung wird das Laub zunehmend braun. Gerbstoffbedingte Abbauprodukte tragen zur typischen Braunfärbung bei.
Eiche
Auch bei Eichen sind gelbbraune, rötlich-braune und braune Herbsttöne verbreitet.
Die genaue Farbe hängt stark von der Art ab. Nordamerikanische Roteichen können beispielsweise wesentlich kräftigere Rotfärbungen zeigen als viele heimische Eichen.
Birke
Birken sind klassische Gelbfärber.
Wenn das Chlorophyll verschwindet, entsteht die charakteristische helle bis goldgelbe Krone. Der Botanische Garten Berlin nennt Betula ausdrücklich als Beispiel für gelbe Herbstfärbung.
Ginkgo
Der Ginkgo (Ginkgo biloba) ist für seine auffallend gelbe Herbstfärbung bekannt.
Seine fächerförmigen Blätter können eine Krone im Herbst nahezu vollständig goldgelb erscheinen lassen.
Kirsche
Viele Zier- und Wildkirschen entwickeln attraktive gelbe, orangefarbene oder rötliche Herbsttöne.
Welche Farbe dominiert, hängt von Art, Sorte und Standort ab.
Felsenbirne
Felsenbirnen (Amelanchier) verbinden mehrere Gartenqualitäten: Frühlingsblüte, Früchte und eine häufig auffällige Herbstfärbung.
Je nach Art, Sorte und Bedingungen reicht diese von Gelborange bis Rot.
Essigbaum
Der Essigbaum (Rhus typhina) gehört zu den auffälligsten rot färbenden Gehölzen.
Der Botanische Garten Berlin führt ihn unter den Gehölzen mit ausgeprägter Anthocyanfärbung auf.
Im Garten muss neben der Herbstfarbe allerdings auch sein Ausbreitungsverhalten berücksichtigt werden.
Amberbaum
Der Amerikanische Amberbaum (Liquidambar styraciflua) ist für ein besonders breites Farbspektrum bekannt.
Je nach Pflanze, Standort und Witterungsverlauf können gelbe, orangefarbene, rote bis dunkelrote oder violette Töne auftreten.
Wetter und Intensität
Warum sieht derselbe Baum in einem Jahr spektakulär aus und im nächsten eher unscheinbar?
Weil die genetische Fähigkeit zur Färbung nur ein Teil der Geschichte ist.
Licht und kühle Nächte
Sonnige Tage in Verbindung mit kühlen, noch nicht stark frostigen Nächten werden häufig mit besonders intensiven Herbstfarben, vor allem Rottönen, in Verbindung gebracht.
Der Botanische Garten Berlin beschreibt, dass niedrige Nachttemperaturen den Zuckertransport beeinflussen können und sonnige Tage zusammen mit kalten Nächten eine kräftige Rotfärbung begünstigen. Auch der DWD beschreibt sonnige Tage und kühle, frostfreie Nächte als günstige Konstellation für intensive Blattfarben.
Das ist eine Tendenz, keine Wetterformel.
Ein paar sonnige Tage garantieren keinen roten Ahorn.
Trockenheit kann das Schauspiel verkürzen
Auch die Wasserversorgung während der Vegetationsperiode spielt eine Rolle.
Starker Trockenstress kann dazu führen, dass Blätter frühzeitig geschädigt werden, braun werden oder vor einer ausgeprägten normalen Herbstfärbung abfallen.
Deshalb ist ein warmer, trockener Sommer nicht automatisch die Voraussetzung für einen besonders farbenprächtigen Herbst.
Kein Herbst ist identisch
Tageslänge, Temperatur, Wasserversorgung, Höhenlage, Baumart, Sorte und individueller Zustand der Pflanze greifen ineinander.
Der DWD verwendet die Laubverfärbung bestimmter Baumarten deshalb sogar als phänologische Entwicklungsphase. Beobachtet wird nicht einfach ein festes Kalenderdatum, sondern wann die Pflanzen tatsächlich einen bestimmten jahreszeitlichen Zustand erreichen.
Herbstfärbung im eigenen Garten
Wer im Oktober mehr Farbe im Garten möchte, sollte nicht erst im Herbst darüber nachdenken.
Die Entscheidung fällt beim Pflanzen.
Arten und Sorten gezielt auswählen
Gehölze unterscheiden sich genetisch deutlich in ihrer Herbstfärbung.
Für kleine Gärten können beispielsweise geeignete Felsenbirnen oder kleinere Ahornarten interessant sein. Für größere Standorte kommen je nach Boden und Klima weitere Bäume mit intensiver Herbstwirkung infrage.
Die Herbstfarbe darf jedoch nie das einzige Auswahlkriterium sein.
Endgröße, Winterhärte, Bodenansprüche, Trockenheitsverträglichkeit, Lichtbedarf und verfügbarer Wurzelraum sind langfristig wichtiger.
Standort beeinflusst die Wirkung
Auch ein Gehölz mit genetisch guter Herbstfärbung benötigt einen passenden Standort.
Lichtverhältnisse, Wasserversorgung und Boden beeinflussen Wachstum und Blattentwicklung. Eine standortgerecht gepflanzte, gesunde Pflanze hat bessere Voraussetzungen, ihren typischen jahreszeitlichen Rhythmus zu zeigen.
Der Versuch, eine spektakuläre Herbstfärbung durch Stress künstlich zu erzwingen, ist dagegen keine sinnvolle Gartenstrategie.
Laub nutzen statt entsorgen
Nach dem Farbschauspiel fällt das Blatt zu Boden – und wird damit keineswegs wertlos.
Unter geeigneten Gehölzen kann Laub als Bodenbedeckung liegen bleiben. Es schützt die Oberfläche und wird schrittweise von Bodenorganismen zersetzt.
Auch Laubkompost und die Nutzung als Mulch sind möglich.
Die ausführliche Praxis gehört jedoch in den separaten Einfache-Idee-Beitrag über die sinnvolle Verwendung von Herbstlaub und muss hier nicht wiederholt werden.
Häufige Fragen
Warum werden Blätter im Herbst gelb?
Der Baum baut das grüne Chlorophyll ab. Dadurch werden gelbe und orangefarbene Pigmente aus der Gruppe der Carotinoide sichtbar, die bereits während des Sommers im Blatt vorhanden waren.
Warum werden manche Blätter rot?
Bei vielen Arten werden während der herbstlichen Blattalterung Anthocyane neu gebildet. Diese Pigmente können rote bis violette Farben hervorrufen. Ihre genaue biologische Funktion in Herbstblättern wird weiterhin diskutiert.
Sind rote Farbstoffe schon im Sommerblatt vorhanden?
Bei der typischen roten Herbstfärbung vieler Gehölze entstehen Anthocyane zu einem erheblichen Teil erst während der herbstlichen Umstellung. Das unterscheidet sie von vielen gelben Carotinoiden, die bereits im grünen Sommerblatt vorhanden sind.
Warum werden Buchen und Eichen oft braun?
Beim Absterben des Blattgewebes entstehen beziehungsweise verbleiben braune Stoffe. Der Botanische Garten Berlin nennt unter anderem oxidierte Gerbstoffe als wichtige Ursache der Braunfärbung bei Eichen und Buchen.
Sorgen kalte Nächte immer für rote Blätter?
Nein. Sonnige Tage und kühle, möglichst noch frostfreie Nächte gelten als Bedingungen, die eine intensive Rotfärbung begünstigen können. Ob ein Baum tatsächlich rot wird, hängt jedoch vor allem auch von Art beziehungsweise Sorte und weiteren Umweltbedingungen ab.
Warum färbt sich derselbe Baum jedes Jahr anders?
Die genetische Grundlage bleibt gleich, die Umweltbedingungen ändern sich jedoch. Temperatur, Licht, Wasserversorgung und Stress während der Vegetationsperiode beeinflussen Zeitpunkt und Intensität der sichtbaren Herbstfärbung.
Warum werfen Laubbäume ihre Blätter überhaupt ab?
Der Blattabwurf hilft sommergrünen Gehölzen, die ungünstige Winterperiode ohne große verdunstende Blattfläche zu überstehen. Vorher werden verwertbare Bestandteile aus den Blättern zurückgewonnen, anschließend bildet sich am Blattstiel eine Trennzone.
Fazit
Die Herbstfärbung ist viel mehr als ein dekoratives Nebenprodukt des nahenden Winters.
Was wir als gelben, orangefarbenen oder roten Wald wahrnehmen, ist die sichtbare Oberfläche eines komplexen biologischen Umbaus.
Zuerst verliert das Chlorophyll seine Dominanz.
Der Baum baut den grünen Farbstoff ab und gewinnt verwertbare Bestandteile zurück. Dadurch werden gelbe und orangefarbene Carotinoide sichtbar, die schon während des Sommers im Blatt vorhanden waren.
Bei vielen rot färbenden Gehölzen passiert zusätzlich etwas Überraschendes: Anthocyane werden während der Blattalterung neu gebildet.
Warum ein Baum noch in Pigmente investiert, obwohl das Blatt bald abgeworfen wird, ist biologisch besonders interessant. Eine diskutierte Erklärung sieht darin einen Schutz vor intensiver Strahlung während der empfindlichen Rückgewinnung von Blattbestandteilen. Die Funktion ist jedoch nicht mit einer einzigen abschließenden Erklärung geklärt.
Braun wiederum gehört ebenfalls zu dieser chemischen Geschichte. Bei alternden und absterbenden Blättern können unter anderem oxidierte Gerbstoffe und weitere Abbauprodukte die Farbe bestimmen.
Welche Farbe am Ende dominiert, hängt stark von Art und Sorte ab.
Birken leuchten typischerweise gelb. Viele Ahorne können von Gelb über Orange bis Rot wechseln. Essigbaum und bestimmte Ahornarten sind für kräftige Rottöne bekannt, während Buche und Eiche häufig zunehmend braune Farbtöne entwickeln.
Das Wetter verändert vor allem die Ausprägung dieses genetisch vorgegebenen Potenzials.
Sonnige Tage und kühle, noch frostfreie Nächte können intensive Farben begünstigen. Sie sind aber keine Garantie. Trockenheit, Temperaturverlauf, Wasserversorgung und Pflanzenzustand sorgen dafür, dass derselbe Baum nicht jeden Herbst exakt gleich aussieht.
Und schließlich endet die Geschichte nicht mit dem Blattfall.
Das scheinbar verbrauchte Blatt wird am Boden zum Ausgangsmaterial für neue biologische Prozesse. Es kann Boden bedecken, Lebensraum schaffen und über die Zersetzung wieder Teil des Nährstoffkreislaufs werden.
Der farbenprächtigste Monat des Jahres ist deshalb gleichzeitig ein erstaunliches Beispiel dafür, wie wenig die Natur tatsächlich verschwendet.
