Im Biologieunterricht war es noch ganz einfach: Es gibt gleichwarme Tiere wie die Säuger und die Vögel, die unabhängig von der Umgebungswärme in ihrem Körper eine konstante Temperatur halten können. Und dann gibt es noch die große Gruppe der Wechselwarmen, deren Körpertemperatur je nach Außenbedingungen schwankt.

Näher betrachtet erweist sich die Sache jedoch als ein wenig komplizierter. So genügt bei entsprechender Körpergröße die Abwärme des Stoffwechsels, um das Innere kräftig einzuheizen. Tunfische – die wie alle Fische wechselwarm sind – halten dadurch ihre Körperwärme bis zu zehn Grad Celsius über der Wassertemperatur und können sich deshalb auch in kalten Regionen als ausdauernde und schnelle Schwimmer bewähren.

Das funktioniert nicht nur bei großen Fischen, sondern auch bei kleinen Insekten: Bienen und Ameisen – natürlich wechselwarm – klimatisieren ihre Bauten stets auf eine angenehme Temperatur. Doch bei Pflanzen sollte mit der Thermoregulation Schluss sein. Schließlich ist jedes Gewächs unweigerlich dem Unbill der äußeren Bedingungen ausgesetzt. Gleichwarme Bäume? Unsinn!

Aber vielleicht ist auch hier ein Umdenken angesagt, wenn es nach Brent Helliker und Suzanna Richter geht. Der Biologe und die Geowissenschaftlerin von der University of Pennsylvania in Philadelphia interessierten sich für Temperaturen im Innern von Blättern. Nun lässt sich in ein dünnes Blatt nicht so ohne Weiteres ein Fieberthermometer stecken. Die Forscher wählten daher eine indirekte Methode: Als Messfühler dienten Sauerstoffisotope.

Der weitaus größte Teil des natürlichen Sauerstoff besteht aus Atomen mit der Massenzahl 16; es gibt allerdings auch Sauerstoffisotope mit der Massenzahl 18. Und dieses schwere ¹⁸O-Isotop reichert sich beispielsweise in Wasser an, wenn die Temperatur steigt und/oder die Luftfeuchtigkeit sinkt – einfach weil das leichtere ¹⁶O-Wasser schneller verdunstet. Pflanzen bauen wiederum bei höheren Temperaturen verstärkt schweren Sauerstoff in den bei der Fotosynthese entstehenden Zucker ein, der dann in Form von Zellulose gelagert wird. Klimaforscher nutzen daher gern die ¹⁸O-Sonde in altem Baumholz, um Temperaturen vergangener Zeiten zu erschließen.

Das gleiche taten jetzt auch Helliker und Richter: Sie bestimmten den ¹⁸O-Anteil in der Zellulose von 39 Laub- und Nadelbaumarten 25 verschiedener Standorte, die sich von den subarktischen Regionen Nordamerikas bis hin zur subtropischen Karibik über 50 Breitengrade erstreckten. Gleichzeitig maßen sie die Isotopenzusammensetzung des umgebenden Wassers.

Die beiden Wissenschaftler gingen davon aus, dass im Entstehungsort der Zellulose – also in den fotosynthetisch aktiven Blättern – die gleichen mittleren Jahrestemperaturen herrschen wie außen. Demnach sollten auch gleiche Isotopenverhältnisse auftreten. Dem war aber nicht so.

Vielmehr lag der ¹⁸O-Anteil im Baumholz kalter Regionen deutlich über dem der Umgebung. In wärmeren Gefilden war es umgekehrt. Schlussfolgerung: In Baumblättern kalter Standorte ist es im Schnitt deutlich wärmer als draußen; bei heißer Umwelt herrscht dagegen ein angenehm kühles Innenklima. Die Forscher konnten sogar eine durchschnittliche Blattinnentemperatur errechnen, die für alle Baumarten unabhängig von der geografischen Breite gelten soll: 21,4 Grad Celsius.

Ständig angenehmes Raumklima im Blattinnern? So weit wollen die Forscher nicht gehen. Tages- und jahreszeitliche Temperaturschwankungen schließen sie keineswegs aus – im langfristigen Mittel scheinen jedoch Blätter, die Fotosynthese betreiben, eine erstaunlich konstante Temperatur aufrecht zu halten. Dies könnte ein Rätsel erklären, über das sich Pflanzenphysiologen und Ökologen schon lange den Kopf zerbrochen haben: Pflanzenblätter nehmen in ihren morphologischen und physiologischen Eigenschaften wenig Rücksicht auf das äußere Klima – sie sehen alle ziemlich ähnlich aus.

Wie funktioniert nun die grüne Heizung? Die Forscher wissen es nicht. Bei Nadelbäumen lässt sich allerdings beobachten, dass die Nadeldichte an den Zweigen mit sinkenden Temperaturen ansteigt. Damit kann der Wind schlechter angreifen, und der Wärmeverlust in den einzelnen Nadeln sinkt. Bei steigenden Außentemperaturen bekommt der Baum allerdings Probleme – schließlich kann er seine Zweige nicht beliebig ausdünnen.