Woher wissen die Pflanzen wann es Frühling wird?

Die Tage werden länger, die Temperaturen steigen – allmählich wird es Frühling. Jetzt erwacht auch die Natur bald wieder aus ihrem Winterschlaf: Die ersten Spitzen frischen Grüns schieben sich aus dem Boden, die Knospen vieler Sträucher und Bäume werden dicker und Krokusse, Schneeglöckchen und Narzissen scheinen nur darauf zu warten, endlich blühen zu können. Aber woher wissen sie, wann die richtige Zeit dafür gekommen ist? Und warum blühen einige Blumen später als andere?

„Es gibt da eine ganze Batterie verschiedener Auslöser, die alleine oder in Kombination wirksam sind“, erklärt Thomas Stützel, Professor für Evolution und Biodiversität der Pflanzen an der Ruhr Universität Bochum. Neben äußeren Faktoren wie der Tageslänge und der Umgebungstemperatur können auch innere Faktoren wie Pflanzenhormone, Gene oder schlicht eine bestimmte Mindestgröße der Pflanze beeinflussen, ob und wann diese blüht.

Winterkälte bereitet Blütenbildung vor

„Bei vielen Zwiebelpflanzen ist der erste Auslöser eine Absenkung der Temperatur“, sagt Stützel. Narzissen, Krokusse und Tulpen beispielsweise benötigen mindestens einige Wochen der Kälte im Winter, um in ihren Zwiebeln die Vorstufen der Blüte anzulegen. Erst wenn es dann im Frühling wieder wärmer wird, werden diese Vorstufen aktiviert und die Blume treibt aus. „Das Schieben der Blüte kann aber durch besonders niedere Temperaturen auch wieder gestoppt werden“, erklärt der Biologe. Bei einem plötzlichen Kälteeinbruch nach den ersten warmen Tagen bleibt die Knospe dadurch noch im schützenden Boden.

Viele Obstbäume besitzen sogar eine Art inneren Wärmezähler: „Die Pflanzen können warme Tage aufsummieren und so recht genau ermitteln, ob es schon passt“, erklärt Stützer. Erst wenn eine bestimmte Anzahl wärmerer Tage verstrichen sind, beginnen die Bäume auszutreiben. Das verhindert, dass schon ein paar ungewöhnlich warme Tage im Winter die Blüte auslösen. Ohne diesen Wärmezahler komme dagegen die Haselnuß aus: „Sie ‚beglückt‘ die Pollenallergiker daher auch im Winter, wann immer es ein paar Tage warm genug ist“, sagt Stützel.

Zunehmende Tageslänge aktiviert Blühprogramm

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Tageslänge: Viele Pflanzen reagieren auf die im Frühling kürzer werdenden Nächte und längeren Tage. „Sie beginnen zu blühen, sobald das Tag-Nacht-Verhältnis einen bestimmten Schwellenwert überschreitet“, erklärt Stützer. Auch Nutzpflanzen wie Kopfsalat oder Spinat gehörten beispielsweise zu den Arten, die ausschließlich über das Licht aktiviert werden.

Aber wie messen diese Pflanzen die Tageslänge? Möglich wird dies, weil auch sie, ähnlich wie wir Menschen, eine innere Uhr besitzen. Diese tickt ungefähr im 24-Stunden Takt und gibt damit quasi einen internen Vergleichsmaßstab vor. In ihren Genen ist zudem festgelegt, wie lange es innerhalb dieser 24 Stunden mindestens hell sein muss, damit sie zu blühen beginnen. Dieser Schwellenwert ist von Art zu Art verschieden und kann sogar innerhalb einer Art variieren.

Lichtsensor registriert Helligkeit der Umgebung

Um überhaupt feststellen zu können, ob es um sie herum hell oder dunkel ist, besitzen die Pflanzen zudem Lichtsensoren in ihren Geweben. Sie registrieren damit die Tageslänge und gleichen diesen Messwert über einen komplexen Mechanismus mit ihrer inneren Uhr ab. Ist dann im Frühling der kritische Schwellenwert überschritten, löst dies eine ganze Kaskade von physiologischen Veränderungen aus – und die Pflanze beginnt zu blühen.

Bei Blumen, die nicht im Frühjahr, sondern im Herbst oder Winter blühen, ist es umgekehrt: Bei ihnen muss die Dunkelphase der Nacht erst eine Mindestdauer erreichen, damit sie eine Blüte bilden. „Bei solchen Kurztagspflanzen genügt es bereits, wenn man nachts nur kurz das Licht einschaltet, um eine erneute Blüte zu verhindern“, sagt Stützel. Dazu gehörten beispielsweise der Weihnachtsstern oder das Flammende Käthchen. Im Gartenbau müsse man solche Kulturen daher verdunkeln, weil bereits das Licht vorbeifahrender Autos die Blüte beeinträchtigen würde.