Intensives El Niño löst Produktion neuer reaktiver Flüchtigstoffe als Stressabwehr im Amazonas-Regenwald aus

Warum das für unser zukünftiges Klima wichtig ist

Der Amazonas-Regenwald wird oft als die Lunge des Planeten bezeichnet, ist aber ebenso eine riesige Chemiefabrik, die still Wolken, Regen und Klima lenkt. Diese Studie fragt, was mit dieser Fabrik passiert, wenn ein intensives El Niño rekordverdächtige Hitze und Dürre bringt. Indem die unsichtbaren Gase verfolgt werden, die Bäume vor, während und nach dem El Niño 2023–2024 freisetzen, zeigen die Autorinnen und Autoren, dass der Wald die Art der ausgeatmeten Chemikalien ändert und in eine Art Stressmodus umschaltet, der sowohl seine eigene Gesundheit als auch die Atmosphäre darüber verändern könnte.

Ein Wald unter wachsendem Druck

Der Amazonas recycelt normalerweise Feuchtigkeit in die Luft und bindet enorme Mengen Kohlenstoff. Dennoch treiben steigende Temperaturen, wiederkehrende Dürren und Brände Teile des Waldes in Richtung einer Kohlenstoffquelle statt einer Senke. Bäume geben außerdem einen kleinen Teil ihres Kohlenstoffs als flüchtige organische Verbindungen (VOCs) ab, die zur Bildung schwebender Partikel und Wolken beitragen. Dazu gehören Isoprenoide, eine Familie pflanzlicher Duftstoffe, die leichtere, häufigere Moleküle und schwerere, seltenere umfassen. Obwohl die schwereren Gase selten sind, reagieren sie sehr schnell in der Luft und können stark beeinflussen, wie sich neue Partikel und Wolken über dem Wald bilden.

Den Wald durch ein extremes El Niño begleiten

Die Forschenden nahmen detaillierte Messungen dieser Pflanzen-Gase von einem hohen Turm tief im zentralen Amazonas vor und deckten vier Schlüsselmomente ab: eine normale Regenzeit vor dem El Niño, die Höhe der Dürre, eine Regenzeit, die noch vom El Niño beeinflusst war, und die folgende Trockenzeit, nachdem sich die Bedingungen entspannt hatten. Sie kombinierten sorgfältige Probenahme mit fortgeschrittener Laboranalyse und zeichneten zusätzlich Temperatur, Luftfeuchte, Bodenfeuchte, Licht und Ozon auf. Wie erwartet brachte die El-Niño-Periode heißere Luft, trockenere Böden und deutlich niedrigere Luftfeuchte. Auch das Ozon in der Waldluft stieg während der trockensten Monate stark an, ein Zeichen verstärkter atmosphärischer Chemie.

Ein chemischer Schwenk hin zu schwereren Stressgasen

Nicht alle Pflanzen-Gase reagierten gleich. Das vertrautere Isopren und die üblichen Monoterpene folgten größtenteils den Jahreszeiten – sie stiegen in trockenen Monaten und fielen in nassen –, statt direkt dem El Niño zu entsprechen. Im Gegensatz dazu stiegen die schwereren Sesquiterpene im Verlauf des El Niño-Zyklus um mehr als 100 Prozent. Am auffälligsten war, dass das Team in der Regenzeit nach der stärksten Dürre eine neue Gruppe noch weniger flüchtiger Sesquiterpenole in der Luft nachwies, darunter mehrere Verbindungen, die über intaktem Regenwald selten oder noch nie berichtet wurden. Ihre Konzentrationen waren vergleichbar mit denen der regulären Sesquiterpene, was darauf hindeutet, dass diese neu beobachteten Gase kurzfristig einen bedeutenden Teil der chemischen Emissionen des Waldes ausmachten.

Hinweise auf einen stressaktivierten Abwehrweg

Durch die Untersuchung, welche Verbindungen gemeinsam stiegen und fielen, deckten die Autorinnen und Autoren einen eng verknüpften Cluster aus Sesquiterpenen und Sesquiterpenolen auf, die ein gemeinsames Kohlenstoffskelett teilen. Diese Gase erreichten morgens Spitzenwerte, wenn Pflanzenwasserfluss und Verdunstung am stärksten waren, und fielen mittags schnell ab, was darauf hindeutet, dass ihre Freisetzung vorwiegend vom Pflanzenstoffwechsel gesteuert wird und nicht nur durch Abbau in der Luft verschwindet. Berechnungen zeigten, dass Änderungen der atmosphärischen Chemie allein ihren Anstieg nicht erklären konnten; die Bäume müssen die Produktion erhöht haben. Das Muster deutet auf einen Stoffwechselweg hin, der unter extremer Hitze und Dürre eingeschaltet wird und in die folgende Regenzeit weiterläuft, wenn Wasser zurückkehrt, bevor er mit nachlassendem Stress wieder abklingt.

Was das für den Wald und den Himmel darüber bedeutet

Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass diese schwereren, reaktiveren Gase Teil eines Stressabwehrsystems sind, das Pflanzen hilft, mit schädlichen sauerstoffhaltigen Molekülen fertigzuwerden, die sich bei Extrembedingungen in ihrem Gewebe ansammeln. Weil diese Dämpfe klebriger und weniger flüchtig sind, könnten sie besonders gut neue schwebende Partikel bilden und so das Gemisch aus Chemikalien und Partikeln über dem Amazonas während und nach Dürren subtil umgestalten. Da starke El-Niño-Ereignisse und Hitzewellen mit dem Klimawandel häufiger werden, legt die Studie nahe, dass der atmosphärische "Atem" des Amazonas zugunsten eines größeren Anteils dieser schweren Stressgase verschoben werden könnte, mit Folgen für Wolkenbildung, Niederschlagsmuster und die Widerstandsfähigkeit des Waldes selbst.

Zitation: Byron, J., Pugliese, G., de A. Monteiro, C. et al. Intense El Niño provokes production of new reactive volatiles as stress defences in Amazon rainforest. Commun Earth Environ 7, 419 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03597-7

Schlüsselwörter: Amazonas-Regenwald, El Niño, flüchtige organische Verbindungen, Dürrestress, atmosphärische Chemie