Riesenmammutbaum im Sequoia National Forest, USA. Foto: Plant Biomechanics Group Freiburg
Der Riesenmammutbaum (Sequoiadendron giganteum) hat effektive Strategien entwickelt, um sich in seinem natürlichen Verbreitungsgebiet der Sierra Nevada gegen äußere Einflüsse zu schützen. Seine Rinde sorgt dafür, dass der Baum Waldbrände und Steinschlag nahezu unbeschadet übersteht. Prof. Dr. Thomas Speck vom Exzellenzcluster Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) hat gemeinsam mit Dr. Georg Bold und Max Langer vom Institut für Biologie erstmals detailliert die strukturellen Eigenschaften seiner Rinde untersucht. Das Forschungsteam der Universität Freiburg zeigt, dass die Fasern der Rinde ein dreidimensionales Netz mit Hohlräumen bilden und sich einwirkende Energie so besonders gut im Gewebe verteilt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift International Journal of Molecular Sciences erschienen.
Die äußere Rinde des Mammutbaums ist reich an Fasern, die in Faserbündeln organisiert sind. Diese überkreuzen sich und lagern zudem in Schichten übereinander, wodurch eine dreidimensionale Struktur entsteht. Zwischen den Faserbündeln befinden sich luftgefüllte Hohlräume. Wenn ein Stein auf die Rinde schlägt, werden diese Hohlräume zusammengedrückt. Gleichzeitig dehnt sich das Fasernetzwerk. So wird die Energie gleichmäßig über die Rinde verteilt und das Innere des Baums mit dem sensiblen Kambium, das Holz und Rinde bildet, wird geschützt. Nach diesem Vorgang geht die Rinde wieder fast vollständig in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Die Hohlräume isolieren den Baum zudem, sodass er auch widerstandsfähig gegen die bei Waldbränden entstehende Hitze ist.
Aufgrund ihrer Struktur verhält sich die Rinde des Mammutbaums wie ein offenporiger Schaum, wie er auch im technischen Bereich, beim Bau von Autos und Häusern verwendet wird. Auf der Basis der Ergebnisse könnten die Forschenden beispielweise eine neue Art von Beton entwickeln, der mit Bündeln aus hohlen Fasern versehen ist. Er ließe sich unter anderem einsetzen, um Gebäude besser gegen Erdbeben zu schützen und um sie zu isolieren.
Originalpublikation:
Bold, G.; Langer, M.; Börnert, L.; Speck, T. The Protective Role of Bark and Bark Fibers of the Giant Sequoia (Sequoiadendron giganteum) during High-Energy Impacts. In: Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 3355, doi: 10.3390/ijms21093355