Amazonas-Regenwald reagiert auf El-Niño-Dürre mit neuen chemischen Schutzstoffen

Eine neue Studie zeigt die chemische Anpassung des brasilianischen Regenwaldes an extremen Trockenstress. Diese physiologische Reaktion hält noch lange nach Ende der Dürre an. Während des El-Niño-Ereignisses 2023–2024 stiegen die Sesquiterpen-Emissionen um 122 Prozent. Die Isopren- und Monoterpen-Werte veränderten sich dagegen kaum. In der folgenden Regenzeit setzten die Bäume unerwartet spezielle, weniger flüchtige Alkohole frei. Dies spricht für einen anhaltenden chemischen Schutzmechanismus weit über das Stressereignis hinaus.

Atmosphärischer Wandel durch veränderte BVOC-Muster

Der Amazonas-Regenwald emittiert kontinuierlich biogene flüchtige organische Verbindungen (BVOCs). Das Max-Planck-Institut für Chemie untersuchte diese Emissionen während der schweren El-Niño-Dürre 2023–2024.
Sesquiterpene wie Caryophyllen dienen den Pflanzen als reaktive Stresssignale und Schutzstoffe. In der anschließenden Regenzeit registrierten die Forschenden zusätzlich weniger flüchtige Sesquiterpenalkhole. Dazu gehörten Beta-, Alpha- und Gamma-Eudesmol. Diese Emissionen weisen auf anhaltenden oxidativen Stress in den Pflanzenzellen hin.

„Bei schwerer Dürre verändert sich, was der Wald in die Luft abgibt: Die freigesetzten Verbindungen werden reaktiver und bleiben länger in der Luft“, sagt Joseph Byron. „Das spiegelt einen grundlegenden Wandel im Stoffwechsel des Waldes wider. Der Regenwald versucht, Folgen des extremen Trockenstresses abzumildern.“

„Zwischen zwei El-Niño-Ereignissen, die alle zwei bis sieben Jahre auftreten, hat der Regenwald Zeit, zu seinem normalen Emissionsprofil zurückzukehren“, erläutert Jonathan Williams. „Doch Klimamodelle legen nahe, dass diese Extremereignisse in diesem Jahrhundert häufiger und heftiger werden. Dann könnten die veränderten Emissionen zum Dauerzustand werden – mit spürbaren Folgen für die Atmosphäre über dem Regenwald.“

Probennahme am ATTO-Turm und analytische Verifizierung

Die Luftproben stammen vom Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) nordöstlich von Manaus. Die Beprobung erfolgte kontinuierlich in 23 Metern Höhe direkt über dem Kronendach. Die Beprobungsintervalle lagen zwischen 1,5 und 3 Stunden.

Im Mainzer Labor analysierten die Forschenden die Kartuschen mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie (GC-MS). Die Studie baut auf vorherigen Arbeiten auf. Damals identifizierten die Wissenschaftler bereits Enantiomere als Stressindikatoren. Die aktuellen Daten belegen nun die gezielte Synthese reaktiver Verbindungen unter Stress.

Implikationen für die Atmosphärenchemie

Das Verständnis dieser Stoffwechselanpassungen ist für die Klimaforschung essenziell. Häufigere El-Niño-Ereignisse könnten die Emission reaktiver Moleküle dauerhaft erhöhen. Dies verändert die Atmosphärenchemie und die Ökosystem-Resilienz nachhaltig.

Quelle

Max-Planck-Institut für Chemie (08/2026)