Buchen mit Abwehrkraft

Manche Bäume reagieren völlig unterschiedlich auf dieselbe Krankheit, selbst wenn sie direkt nebeneinander wachsen.

Während ein Baum deutlich geschädigte Blätter entwickelt, bleibt ein anderer vergleichsweise gesund.

Forschende haben nun bei der Amerikanischen Buche Hinweise darauf gefunden, dass genetische Unterschiede diese Abweichungen erklären könnten. Die Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten, natürlich widerstandsfähige Bäume für den künftigen Schutz gefährdeter Wälder zu nutzen.

Eine Krankheit bedroht die Gesundheit der Wälder

Die Amerikanische Buche (Fagus grandifolia) ist eine wichtige Baumart im Osten Nordamerikas. Sie prägt unter anderem Buchen-Ahorn-Wälder und liefert mit ihren Bucheckern Nahrung für zahlreiche Wildtiere.

Doch inzwischen steht die Art vor einer erheblichen Herausforderung: der Buchenblattkrankheit, die Bäume schwächen und zu ihrem Absterben beitragen kann.

Die Krankheit wurde 2012 erstmals im US-Bundesstaat Ohio nachgewiesen. Seitdem hat sie sich in betroffenen Gebieten ausgebreitet und Sorgen um die langfristige Gesundheit der Buchenbestände ausgelöst. In der Nähe des ursprünglichen Ausbruchsgebiets im Nordosten Ohios haben Forschende erhebliche Baumverluste dokumentiert, insbesondere bei jüngeren und kleineren Bäumen.

Eine Beobachtung weckte jedoch Hoffnung: nicht alle Buchen entwickeln gleich starke Krankheitssymptome. Einige bleiben relativ gesund, obwohl benachbarte Bäume deutliche Schäden aufweisen. Deshalb wollten die Forschenden herausfinden, ob Umweltbedingungen für diese Unterschiede verantwortlich sind oder ob auch das Erbgut der Bäume eine Rolle spielt.

Gesunde Bäume liefern wichtige Hinweise

Wissenschaftler am Holden Arboretum in Ohio hatten eine besondere Gelegenheit, dieser Frage nachzugehen. Auf einer 2005 angelegten Versuchsfläche wuchsen Amerikanische Buchen, die ursprünglich wegen ihrer Widerstandsfähigkeit gegen eine andere Krankheit ausgewählt worden waren. Die Anlage bestand bereits, bevor die Buchenblattkrankheit in der Region auftrat.

Nachdem sich die neue Krankheit ausgebreitet hatte, fiel den Forschenden auf, dass bestimmte Bäume gesünder aussahen als andere in ihrer unmittelbaren Umgebung. Da sie unter weitgehend ähnlichen Bedingungen wuchsen, deuteten die Unterschiede darauf hin, dass genetische Eigenschaften die Stärke der Symptome beeinflussen könnten.

Das Forschungsteam wurde von David Burke von Holden Forests & Gardens geleitet. Beteiligt waren außerdem Mary Mason und Jennifer Koch vom US-amerikanischen Forstdienst USDA Forest Service. Die Ergebnisse wurden 2026 in der Fachzeitschrift Forest Pathology veröffentlicht.

Die Studie liefert Hinweise darauf, dass sich Amerikanische Buchen genetisch darin unterscheiden können, wie sie auf die Buchenblattkrankheit reagieren. Das bedeutet nicht, dass jeder gesund aussehende Baum vollständig resistent ist. Die Beobachtungen weisen jedoch auf einen vielversprechenden Ansatz für weitere Untersuchungen hin.

Wie Forschende den genetischen Zusammenhang prüften

Um zu untersuchen, ob die Widerstandsfähigkeit vererbt werden könnte, zogen die Wissenschaftler neue Pflanzen aus Zweigmaterial von Bäumen, die zuvor vergleichsweise milde oder besonders ausgeprägte Symptome gezeigt hatten. Das Material wurde auf andere Sämlinge gepfropft und anschließend in einem Gewächshaus kultiviert. So konnten die Forschenden die Bäume unter besser kontrollierbaren Bedingungen miteinander vergleichen.

Anschließend setzten sie die Pflanzen dem mikroskopisch kleinen Fadenwurm aus, der mit der Buchenblattkrankheit in Verbindung steht. Fadenwürmer sind kleine, wurmförmige Organismen. Die betreffende Art kann in sich entwickelnde Blattknospen eindringen.

Die Forschenden behandelten die Knospen unter einheitlichen Bedingungen und untersuchten die Symptome, nachdem die Bäume im Frühjahr ihre Blätter ausgebildet hatten. Dabei erfassten sie die charakteristischen dunklen Gewebebänder, die sich zwischen den Blattadern bilden.

Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede zwischen den untersuchten genetischen Varianten der Amerikanischen Buche. Bei einigen war ein geringerer Anteil des Blattgewebes betroffen als bei anderen, obwohl alle unter denselben Versuchsbedingungen untersucht worden waren.

Da die Exposition gegenüber dem Fadenwurm kontrolliert erfolgte, lieferten die Ergebnisse zusätzliche Hinweise darauf, dass vererbte Eigenschaften die Reaktion auf die Krankheit beeinflussen.

Was andere Buchenarten verraten

Die Forschenden untersuchten außerdem die Europäische und die Japanische Buche. Unter den Versuchsbedingungen entwickelte die Europäische Buche ein ähnlich starkes Schadensbild wie die Amerikanische Buche. Bei der Japanischen Buche war dagegen deutlich weniger Blattgewebe betroffen. Das könnte auf eine stärkere Fähigkeit hindeuten, dem Fadenwurm zu widerstehen oder dessen Auswirkungen zu tolerieren.

Besonders interessant ist dieser Unterschied, weil der mit der Krankheit verbundene Fadenwurm ursprünglich in Japan vorkommt. Eine lange gemeinsame Entwicklung von Pflanzenarten und Organismen kann mit unterschiedlichen Reaktionen aufeinander verbunden sein. Das Experiment allein reicht allerdings nicht aus, um sämtliche Ursachen für die beobachteten Unterschiede zu erklären.

Von der Forschung zur Erholung der Wälder

Als Nächstes müssen die Forschenden klären, ob sich die vielversprechenden Eigenschaften von den Elternbäumen auf ihre Nachkommen übertragen lassen. Geplant ist, weitere Amerikanische Buchen in Regionen zu finden und zu untersuchen, in denen die Krankheit bereits seit Jahren verbreitet ist und die nur wenige oder gar keine Symptome zeigen.

Zusätzliche Experimente mit mehr Bäumen und wiederholten Tests sollen zeigen, wie zuverlässig die beobachtete Widerstandsfähigkeit tatsächlich ist. Gezielte Züchtungsprogramme könnten langfristig dazu beitragen, widerstandsfähigere Buchen zu entwickeln. Idealerweise würden diese Bäume zugleich ihre Widerstandsfähigkeit gegen andere Buchenkrankheiten behalten.

Die Entdeckung genetischer Unterschiede bei der Reaktion Amerikanischer Buchen auf die Krankheit eröffnet neue Perspektiven für den Waldschutz. Ein erfolgreicher Züchtungsansatz ist zwar nicht garantiert, doch die Identifizierung möglicher Resistenzmerkmale ist ein entscheidender erster Schritt.

Weitere Forschung könnte dazu beitragen, diese wichtige Baumart zu schützen und zugleich besser zu verstehen, wie genetische Vielfalt die Gesundheit und Widerstandsfähigkeit ganzer Waldökosysteme stärkt.