Die Tracheiden der Koniferen sind durch zahlreiche Durchlassöffnungen, den Hoftüpfeln, ver¬bunden. Deren poröse Membranstruktur (Margo) ermöglicht den Wasserfluss durch das Xylem. Bei steigender Druckdifferenz drückt je¬doch die zen¬trale Verdickung (To¬rus) ge¬gen die Öffnung (Porus) und verschließt diese. Der Über¬lap¬pungs¬bereich des Torus (Over¬lap) beeinflusst die Resis¬tenz ge¬gen¬über Lufteinbrüchen (Embolien), welche durch Tro¬cken¬stress oder wiederholte Gefrier-Tau-Ereig¬nis¬se auf¬tre¬ten. An der alpinen Wald-gren¬ze sind diese Stressfaktoren besonders intensiv. Das Ziel dieser Stu¬die war die Er-forsch¬ung höhen¬abhängiger Unterschiede in der Xy¬lem¬struktur und Tüpfelarchitektur so-wie der Auf¬nahme von Wasser über die Zweig¬oberfläche und dessen Weiter¬ver¬teil¬ung im Baum (Reparatur von Embolien).
Ent¬lang eines Höhentransektes (1.500 – 2.100 m.ü.M.) wurden Bohrkerne aus Stämmen von Fichte (Picea abies) und Zirbe (Pinus cembra) entnommen. Xylem¬- und Tüpfel¬di¬men¬si-o¬nen wurden unter dem Licht- sowie Elektronenmikroskop analysiert. Für das Refilling-Ex-pe¬riment wurden während des Frühjahres Plastiksäcke mit Deuterium-mar¬kiertem Was-ser an Fichten montiert und die Veränderung in Wasserpotential und Leit¬fähigkeit ana-lysiert.
Die anatomischen Messungen ergaben relativ konstante Xylemstrukturen entlang des Tran¬¬sektes. Die Zirbe zeigte etwas größere Tüpfel- als auch Torusdurchmesser (17 – 21 µm; 8,8 –11,4 µm) als die Fichte (16 – 20 µm; 8,2 – 10,1 µm) sowie einen größeren Over¬lap. Beide Arten wie¬sen mit steigender Höhe sink¬en¬de Overlaps in Relation zum Torus (O_rel1) sowie stei¬gen¬de Overlaps in Re¬la¬ti¬on zur Mem¬bran (O_rel2) auf. Beim Re-filling-Experiment stiegen die Was¬ser¬¬po¬ten¬ti¬ale binnen zwei Wochen von -3,4 MPa auf
-0,05 MPa, während die Leitfähig¬keits¬¬verluste um 20 – 50 % verringert wur¬den.
Die von der Höhenlage weitgehend unbeeinflusste Architektur der Tüpfel deutet darauf hin, dass die Bildung der Tüpfel entweder – trotz größerer Stressintensitäten an der Wald-grenze – nicht limitiert oder hydraulisch von großer Bedeutung ist und die Tüpfel¬di¬-
men¬sionen deshalb konstant gehalten werden. Allerdings könnten die geringfügigen Än¬de-rungen beim Overlap eine etwas instabilere Aspiration des Torus aber auch einen etwas reißfesteren Margo in Bäumen größerer Höhenlage bedingen. Das Refiling-Expe¬ri¬ment belegt, dass Koniferen an der Waldgrenze Wasser über die Zweigoberfläche auf¬nehmen und in der Krone verteilen können, um damit die Wasserpotentiale zu heben und Em¬bolien zu reparieren. Die Tüpfel sind dabei vermutlich für die Isolierung von em¬bolierten und intakten Xylembereichen von Bedeutung. Diese Arbeit ermöglichte neue Ein¬blicke in die Struktur und Funktion von Koniferen-Hoftüpfeln, die hinsichtlich Embolie-Re¬sis¬tenz und –Reparatur eine entscheidende Rolle spielen.