Blutbuche / Fagus sylvatica f. purpurea: Ursachen der fehlenden Naturverjüngung

Die Blutbuche (Fagus sylvatica f. purpurea) ist eine natürliche Mutante der europäischen Rotbuche. Trotz ihrer Präsenz in Parks und Gärten findet in Waldökosystemen nahezu keine Verjüngung roter Individuen statt. Dieser Umstand basiert auf genetischen, ökophysiologischen und phytopathologischen Faktoren.

Genetische und fortpflanzungsbiologische Grundlagen

Die purpurrote Blattfärbung wird dominant vererbt. Blutbuchen sind genetisch heterozygot (mischerbig); sie tragen sowohl die Erbanlage für rote als auch für grüne Blätter, wobei sich das rote Merkmal optisch durchsetzt. Die weltweite Population lässt sich auf ein 1690 in Thüringen entdecktes Exemplar zurückführen.

Fagus sylvatica weist eine genetisch fixierte ovarielle Selbstinkompatibilität auf. Dieser biochemische Mechanismus verhindert, dass arteigener Pollen die Eizelle der exakt selben Pflanze befruchtet, wodurch Inzucht ausgeschlossen wird.

Isoliert stehende Blutbuchen sind daher auf Fremdpollen angewiesen. Dieser stammt meist von homozygot rezessiven, grünen Rotbuchen, die ausschließlich Erbanlagen für grüne Blätter besitzen. Bei dieser geschlechtlichen Vermehrung spaltet sich die Nachkommenschaft phänotypisch (im äußeren Erscheinungsbild) im Verhältnis 1:1 auf. Statistisch sind exakt 50 Prozent der Samen einer Blutbuche genetisch gewöhnliche grüne Buchen.

Ökophysiologische Limitierungen

Die charakteristische Färbung resultiert aus Anthocyanen. Diese Farbstoffe befinden sich in den Vakuolen (Zellsafträumen) der Epidermiszellen, der äußersten Deckschicht des Blattes. Anthocyane absorbieren Licht im blauen, blau-grünen und grünen Spektrum. Diese aufgenommene Lichtenergie kann von den Pigmenten jedoch nicht in chemische Energie umgewandelt werden und trägt somit nicht zur Photosynthese bei.

Das Sonnenlicht muss diesen violett-roten Anthocyan-Filter zwingend passieren, bevor es das photosynthetisch aktive Mesophyllgewebe im Blattinneren erreicht, wo die eigentliche Energiegewinnung stattfindet.

• Lichtmangel im Unterwuchs: Unter einem geschlossenen Kronendach sinkt die Netto-Photosyntheserate roter Sämlinge durch die Filterwirkung drastisch. Sie fällt unter den sogenannten Lichtkompensationspunkt. An diesem Punkt verbraucht die Pflanze durch ihre Zellatmung mehr Energie, als sie durch Photosynthese aufbauen kann. Die Kohlenstoffbilanz wird negativ; die Sämlinge können keine Kohlenhydratspeicher anlegen und verhungern.
• Konkurrenz auf Freiflächen: Bei ausreichendem Lichtangebot in Kronenlücken oder auf Freiflächen ist die Wuchsgeschwindigkeit der Buchenkeimlinge generell zu gering. Sie können in der Höhe nicht mit lichtliebenden, extrem schnell wachsenden Pionierpflanzen wie Birken oder Brombeeren konkurrieren.

Phytopathologische Stressoren

Zusätzliche Belastungen entstehen durch die Buchenblattkrankheit. Der Befall durch Nematoden (mikroskopisch kleine Fadenwürmer) schädigt das Blattgewebe und reduziert die Photosyntheseleistung um bis zu 60 Prozent. Für rote Sämlinge, deren Energiehaushalt bereits durch die Anthocyane massiv limitiert ist, führt dieser pathologisch induzierte Verlust unmittelbar zum zellulären Untergang.

Erhaltung durch Kultivierung

Die Bestandsicherung der Blutbuche erfolgt im Gartenbau durch künstliche Selektion und hetero-vegetative Vermehrung. Primär wird das Pfropfen (Grafting) eingesetzt. Dabei wird ein abgeschnittener Spross (Reis) der Blutbuche auf das Wurzelsystem (Unterlage) einer gewöhnlichen grünen Rotbuche gesetzt, bis beide Teile strukturell zusammenwachsen. Die genetische Variabilität der unzuverlässigen Samenvermehrung wird so umgangen.

In anthropogenen Umgebungen wie Parks oder Gärten gleicht das hohe Angebot an direktem Sonnenlicht die Beschattung der Chloroplasten durch die Anthocyane aus, wodurch dem Baum eine positive Kohlenstoffbilanz ermöglicht wird.