Lange tijd werd gedacht dat de enorme hoogte van tropische bomen hen extra kwetsbaar maakte voor droogte. Nieuw onderzoek in Borneo laat echter zien dat deze reuzen ingenieuze aanpassingen hebben ontwikkeld waarmee zij dit nadeel volledig compenseren.
Volgens de gangbare theorie wordt het voor bomen steeds moeilijker om water van de wortels naar de bladeren te transporteren naarmate ze hoger worden. De steeds langere transportweg en de zwaartekracht zouden het watertransport, de fotosynthese en uiteindelijk ook de groei beperken. Daardoor zouden de hoogste bomen gevoeliger zijn voor droogte.
Onderzoekers van de University of Exeter en Cardiff University laten nu zien dat dit voor reusachtige Dipterocarp-bomen waarschijnlijk niet opgaat. Hun watertransportsysteem blijkt zo goed te zijn aangepast dat de uitdagingen van hun enorme hoogte volledig worden gecompenseerd.
Geen waterpomp, maar natuurkunde
Om te begrijpen waarom de hoogte van een boom zo’n uitdaging vormt, is het belangrijk te weten hoe bomen water transporteren. Ze pompen water niet actief omhoog, maar maken gebruik van natuurkundige processen.
De belangrijkste drijvende kracht is verdamping. Via microscopisch kleine openingen in de bladeren, de huidmondjes, verdampt voortdurend water. Daardoor ontstaat boven in de boom een onderdruk, waardoor water vanuit de wortels via de houtvaten omhoog wordt getrokken.
Die houtvaten bestaan uit talloze dunne, holle buisjes waarin de watermoleculen een aaneengesloten kolom vormen. Watermoleculen trekken elkaar onderling aan (cohesie) en hechten zich tegelijkertijd aan de wand van de houtvaten (adhesie). Samen helpen deze eigenschappen de waterkolom intact te houden en dragen ze bij aan capillaire werking: het verschijnsel waarbij water in smalle buisjes vanzelf een stukje omhoog kruipt.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Bij extreem hoge bomen staat dit watertransportsysteem extra onder druk. Het water moet immers een veel langere weg afleggen van de wortels naar de bladeren en daarbij tegen de zwaartekracht in omhoog worden getrokken. De vraag was dan ook of extreem hoge bomen meer moeite hebben om water naar hun hoogste takken te vervoeren dan kleinere bomen en daardoor kwetsbaarder zijn voor droogte.
Slimme aanpassingen
Om dat te onderzoeken bestudeerden de wetenschappers Dipterocarp-bomen van 7 tot 71 meter hoogte in de regenwouden van Maleisisch Borneo. Dipterocarpen zijn de hoogste bloeiende bomen ter wereld en domineren de regenwouden van Zuidoost-Azië. Op verschillende hoogtes in de bomen brachten de onderzoekers eigenschappen van het watertransportsysteem in kaart. Daarnaast volgden zij de stamgroei vóór, tijdens en na de sterke El Niño-droogte van 2023-2024.
De analyses laten zien dat de hoogste bomen hun grote hoogte op meerdere manieren compenseren. Zo worden de watergeleidende vaten breder naarmate ze dichter bij de stamvoet liggen, waardoor water efficiënter kan worden getransporteerd. Daarnaast kunnen de bladeren meer waterstress verdragen voordat ze verwelken.
Daardoor blijken de hoogste Dipterocarp-bomen tijdens droogte niet kwetsbaarder dan kleinere exemplaren. Ook tijdens de uitzonderlijk droge El Niño-periode groeiden ze niet minder hard dan lagere bomen.
Belang voor klimaatonderzoek
Volgens de onderzoekers zijn de resultaten belangrijk, omdat juist de hoogste bomen een cruciale rol spelen in de opslag van koolstof. “De hoogste 1 procent van alle bomen slaat meer dan de helft van alle bovengrondse koolstof in bossen op”, zegt onderzoeker Paulo Bittencourt.
Leestip: Waarom juist de dikste bomen cruciaal zijn voor het klimaat
Veel klimaatmodellen gaan ervan uit dat een zwakker hydraulisch systeem deze bomen extra gevoelig maakt voor droogte. “Onze resultaten suggereren dat die aanname mogelijk niet klopt”, zegt Bittencourt. Wel benadrukken de onderzoekers dat vervolgonderzoek nodig is om te bepalen of ook andere hoge boomsoorten over vergelijkbare aanpassingen beschikken.
Bescherming van regenwouden
De resultaten zijn ook belangrijk voor het behoud van tropische regenwouden. Dipterocarp-bomen domineren de regenwouden van Maleisisch Borneo en vormen de ruggengraat van de ecologie en biodiversiteit van de regio.
“Als Maleisische onderzoeker ben ik er trots op dat we hebben kunnen aantonen dat zelfs de hoogste van deze bomen hydraulisch bestand zijn tegen droogte”, zegt onderzoeker Palasiah Jotan. “Ik hoop dat deze resultaten bijdragen aan een sterker pleidooi voor de bescherming van deze bossen in een veranderend klimaat.”
