Urzeitliche Pflanze erzeugt Wasser, das aussieht, als stamme es aus dem All
Die Entdeckung einer extremen Sauerstoffisotopen‑Signatur in einer lebenden Equisetum‑Pflanze (Schachtelhalm) könnte unser Bild der Wasserchemie auf der Erde ordentlich durcheinanderwirbeln. In einer aktuellen Studie, veröffentlicht am 17. März 2026 in den Proceedings of the National Academy of Sciences, zeigen die Befunde, wie stark das chemische Gleichgewicht innerhalb einer einzelnen Pflanze von bekannten Werten abweichen kann, und das ganz ohne extreme Umweltbedingungen. Untersucht wurde der Fall von Zachary Sharp, Ph.D., und seinem Team von der University of New Mexico im Rahmen eines Sommer‑Feldlaborkurses.
Was an der Sauerstoffisotopen‑Signatur so besonders ist
Schachtelhalme (Equisetum) haben ein spezielles Wassertransportsystem: durch den hohlen, gegliederten Stängel wird Wasser von der Basis zur Spitze gezogen. Genau dort entdeckte das Team eine Sauerstoffisotopen‑Signatur, die in dieser Extremität bei irdischem Material bisher unbekannt war. Auffällig ist vor allem, dass diese Veränderungen innerhalb der Pflanze selbst entstehen, ohne äußere extreme Bedingungen.
Zachary Sharp bringt es auf den Punkt: „Wenn ich diese Probe fände, würde ich sagen, sie stammt von einem Meteoriten.“ Mit dem Vergleich macht er klar, wie ungewöhnlich die gemessenen Isotopenverhältnisse sind und wie stark sie die gängigen Modelle infrage stellen. Die Ergebnisse könnten neue Sichtweisen darauf eröffnen, wie Verdunstung Pflanzen, Fossilien und Klimadaten in Wüstenregionen beeinflusst.
Wie sie vorgegangen sind und was sie fanden
Das Team arbeitete mit einem sogenannten „Drei‑Signal‑Ansatz“ (bei dem drei Sauerstoffisotope gleichzeitig gemessen werden). Damit lässt sich recht genau unterscheiden, ob Unterschiede durch Verdunstung oder durch das ursprüngliche Wasser verursacht wurden. Solche Messungen erlauben Tests an Pflanzen‑Wasser‑Modellen, die einfache Einzelsignalmessungen in der Genauigkeit deutlich übertreffen.
Die Daten zeigten einen neuen Bereich von Sauerstoffwerten, der den bekannten terrestrischen Bereich und den des Sonnensystems um das Fünffache erweitern könnte. Während der Feldarbeit entnahmen 14 Studierende Wasserproben vom unteren bis zum oberen Teil des Stängels und ließen sie im Center for Stable Isotopes in Albuquerque analysieren. Elektronenmikroskope halfen dabei, das wachsende Silica im Stängel genauer zu untersuchen. Man stellte außerdem fest, dass Verdunstung stärkere Gradienten zwischen Basis und Spitze erzeugt, begünstigt durch trockenen Wind und Wärme.
Was das für die Paläoklimatologie heißt
Phytolithen (winzige Silicaeinlagerungen in Pflanzen, die nach deren Tod bestehen bleiben) lieferten widersprüchliche Isotopen‑Signaturen. Solche Diskrepanzen stellen die Rekonstruktion historischer Luftfeuchtigkeit infrage, besonders wenn Forschende Durchschnittswerte des gesamten Stängels nutzen. Die Ergebnisse zeigen Grenzen auf und machen klar, dass genaues Hintergrundwissen nötig ist, um falsche Schlüsse zu vermeiden.
Schachtelhalme sind mit einer Ahnenlinie bis ins Devon vor 400 Millionen Jahren wichtig für die Rekonstruktion vergangener Klimabedingungen. Sharp sagt dazu: „Wir können nun damit beginnen, die Luftfeuchtigkeit und die Klimabedingungen von Umgebungen zu rekonstruieren, die bis in die Zeit zurückreichen, als die Dinosaurier die Erde durchstreiften.“
Wie es weitergehen könnte
Die Studie macht deutlich, dass weitere Untersuchungen nötig sind: an anderen Pflanzenarten, unter verschiedenen Klimabedingungen und besonders in stark dürregefährdeten Regionen, um Verdunstungseffekte umfassender zu erfassen. Außerdem zeigt die Einbindung von Studierenden und praxisnahen Kursen, wie wichtig praktische Ausbildung für Fortschritte in den Klimawissenschaften ist.
Die Entdeckung bietet eine Gelegenheit, bestehende Modelle zu prüfen und zu verbessern, indem man sie an ungeordneten, natürlichen Vorgängen misst. Es bleibt spannend zu beobachten, wie diese Ergebnisse die Entwicklung neuer Klimamodelle und unser Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs beeinflussen. Leserinnen und Leser sind eingeladen, diese aufregende Forschungsentwicklung weiter zu verfolgen.