Boom (2): een bijzonder organisme

Lang geleden...

Bomen zijn de meest succesvolle planten op aarde. Ze zijn er al 370 miljoen jaar (Archeopteris). Ze bedekken een derde van het aardoppervlak. Er zijn meer dan 80.000 verschillende soorten.

Ze bieden voedsel, beschutting, brandstof,, medicijnen, bouwmateriaal, zuurstof, bescherming tegen water en erosie en schoonheid. En ze beinvloeden zelfs het weer.

Wat onderscheidt een boom van andere planten? 1. Ze hebben verhoute stammen, 2. Ze leven langer dan welk ander organisme dan ook, 3. Ze zijn de grootste levende organismen op aarde.

De diepte en reikwijdte van zijn wortels, de houtige stam die bladeren hoog bij het licht kan brengen en zijn vermogen om water op te slaan zijn dé succesfactoren van de boom.

De eerste levende organismen ontstonden ongeveer 3800 miljoen jaar geleden, dat waren toen niet meer dan primitieve eencellige organismen. 500 miljoen jaar later ontwikkelden zich meercellige organismen, de blauwwieren.

De geologische tijdschalen: Devoon (417-360 mln jaar geleden) – Carboon (360-286 mln) – Perm (286-245 mln) - Mesozoicum (245-65 mln: trias, jura, krijt) - Tertiair - IJstijden (4 stuks, vanaf 1,5 mln jaar geleden tot 14.000 jaar geleden).

In die ijstijden zochten de bomen, onder druk van het oprukkende ijs, hun toevlucht naar het zuiden. In de tussenliggende gematigde periode van 60.000 jaar herkoloniseerden ze weer de noordelijker gelegen gebieden. De Pyreneeën en de Alpen lopen van oost naar west, waardoor veel bomen daardoor niet naar het zuiden konden ‘vluchten’ en Europa dus een minder diverse boomflora kent dan bv Noord-Amerika. 

De eerste boomsoorten die op onherbergzame grond verschijnen zijn de berk, de wilg, de populier en de den. Daarna verschijnen de eik en de beuk.

Vandaag de dag wordt 10% van de boomsoorten bedreigd in hun voortbestaan. Elke minuut gaat er wereldwijd minstens 40 hectare bos verloren.

Het organisme van beneden naar boven

60% van de boom bestaat uit de stam.

20% van de boom bestaat uit de wortels.

20% van de boom bestaat uit kruin en takken.

Wortels komen zelden dieper dan 3m en groeien tot 3 à 4m rond de boom. Fijnere wortels reiken verder (tot 30 meter van de stam). Wortels hebben zuurstof nodig om te overleven, dus ze gedijen slecht als ze continu onder water staan.

Wortels voorzien de boom van mineralen, stikstof, kalium, die ze uit de grond halen, samen met water en organisch materiaal.

Er zijn verschillende soorten wortels: penwortels, zijwortels, kniewortels (moerascypres), steltwortels (mangrove) en luchtwortels.

Mycorhiza: wortels krijgen fosfor van de hyfen van schimmels. Schimmels krijgen daarvoor weer koolhydraten (suikers) terug van de boomwortels. Voor beide een goeie deal.

De functie van de stam: 1. bladeren zo ver mogelijk boven de grond en naar het licht houden, 2. transport van water naar de bladeren en voedsel naar wortels. Meer dan 80% van hun massa is dode cellen, enige levende cellen direct onder schors.

Schors is een kurklaag die boom beschermt tegen ziekte en aantasting door dieren. Sommige bomen (rubberboom, dennen, kinineboom) scheiden vloeistof af om belagers dicht te plakken of te vergiftigen. Schors is geperforeerd met porien, lenticellen. Nemen zuurstof op uit de lucht en geven die door.

 Bast ligt onder de schors, zachte sponsachtige laag levend weefsel dat sap (suikers) vd bladeren naar de rest vd boom vervoert.

Cambium ligt onder de bast. Eén cellaag dik. Hier vindt groeit plaats. Aan binnenkant produceren ze houtcellen, aan de buitenkant maken ze bastcellen (floëem).

Houtcellen: 1. spinthout, gemaakt van levende cellen, en 2. kernhout (cellulose en houtstof), opgebouwd uit dode cellen. Spinthout vervoert water en mineralen vd wortels naar de bladeren. Als water en lucht het kernhout bereiken treedt rot op en kan de boom hol worden.

De boom heeft ook belagers, zoals schorskevers en houtborende insecten. Ze brengen ziekte en schimmels over, die transport van water en voedsel blokkeren.

Knoppen: om te groeien hebben bomen water, mineralen, voedingsstoffen en de juiste omstandigheden, zoals warmte en licht, nodig. Als die laatste twee minder voorradig zijn last de boom een ‘rustpauze’ in. Om zijn groeitoppen te beschermen tegen gure wind en vorst verandert hij de laatste bladeren in kleinere en dikkere knopbladeren en vormt daaromheen een beschermend omhulsel: een bladknop. 

Warmte en licht zijn het signaal voor de boom om de knoppen te openen. Elke soort, zelfs elk individu, kiest zijn eigen moment. Bomen uit de koudere gebieden, Berk en Wilg bv, rekenen op korte zomers en maken dus haast. Bomen uit warmere gebieden, zoals de Kastanje, verwacht een lange zomer en doet het rustig aan.

Bladeren: zijn kleine krachtcentrales die het voedsel produceren dat de boom van energie voorziet om te leven en te groeien.

Bladgroen of chlorofyl absorbeert licht en gebruikt die energie om kooldioxide uit de lucht te binden met water en mineralen uit de grond. Met als resultaat: zuurstof en suiker. Het proces waarmee de bladeren voedsel produceren heet fotosynthese.

Glucose zet de boom om in zetmeel, voor opslag, of in cellulose, voor het maken van cellen.

De zuurstof geeft de boom terug aan de lucht. Een volgroeide boom produceert evenveel zuurstof als tien mensen verbruiken. Een hectare bomen produceert dagelijks genoeg zuurstof om 45 mensen in leven te houden.

Inademen van stikstof en uitademen van zuurstof gebeurt door de ‘huidmondjes’ (stomata), die de boom heel slim aan de onderkant van de bladeren heeft ingebouwd, zodat minder water verdampt door de zon (transpiratie).

Die huidmondjes zijn heel dun bezaaid, ongeveer 1% van het bladoppervlak, maar toch verliest de boom veel water door dat ‘zweten’. Een boom kan hierdoor op een zonnige dag wel 300 liter water kwijtraken! Als dat niet wordt gecompenseerd door het water dat de wortels opzuigen, dan verwelken de blaadjes en kan de boom geen voedsel meer produceren.

De bovenkant van het blad bevat de meeste chloroplasten (de bladgroenkorrels met daarin chlorofyl). Daar direct onder ligt het xyleem dat de grondstoffen levert voor fotosynthese (water en mineralen). Daaronder ligt weer het floëem of bastweefsel dat de producten (suikers) afvoert naar de rest van de boom.

Osmose: de cel perst als hij vol is vocht naar de volgende cel door overdruk.

Het verschil tussen groenblijvende bomen en bladverliezende bomen is dat de eerste variant het hele jaar door bladeren verliest en de laatste maar één keer per jaar al z’n bladeren laat vallen.

Naalden verdampen veel minder water dan een loofboom en zijn door hun taaie structuur of waslaag beter bestand tegen vrieskou. Naaldbomen zijn beter toegerust om te overleven in gebieden met weinig water en dus in koude gebieden. Ook kunnen ze met weinig licht redelijk goed uit de voeten.

Bloemen zijn de voortplantingsorganen van een plant. Er zijn bomen waarvan de bloemen zowel de mannelijke als de vrouwelijke organen bezitten (tweeslachtige bloem, oftewel een hermaphrodiet, eenhuizige plant): prunus, linde, goudenregen. Andere hebben mannelijke en vrouwelijke bloemen aan dezelfde boom (eenslachtige bloem, eenhuizige plant): beuk, berk, hazelaar. Weer andere bomen hebben alleen mannelijke of alleen vrouwelijke bloemen (eenslachtige bloem, tweehuizige plant): taxus, hulst, wilg.

De els, berk en hazelaar worden door de wind bestoven. Ze hebben geen omhoog staande meeldraden, zoals de den, maar hangende katjes die elk miljoenen stuifmeelkorrels bevatten. Die katjes zijn er zelfs eerder dan de bladeren.

Bestuiving door insecten is de voortplantingsmethode die het meest voorkomt bij bomen, zo’n 60% van alle boomsoorten. Ze produceren dus ook vaak bloemen met suikerrijke nectar.

In de tropen zijn vogels belangrijke bestuivers. Bloemen hebben vaak een buisvorm, om andere dieren buiten de deur te houden, zijn felgekleurd en geurloos (vogels ruiken nauwelijks).

Meeldraad (mannelijk, produceert stuifmeel), stempel (vrouwelijk, ontvangt stuifmeel), de stijl (verbindt stempel en vruchtbeginsel), vruchtbeginsel (met zaadknoppen die na bevruchten ontwikkelen tot zaden, die dus als het ware de ‘bevruchte eitjes’ zijn).

Ook ongeslachtelijke voortplanting is mogelijk: een tak wordt een stek, die ergens anders weer uitloopt, zoals de wilg.

Zaden: zijn de volgende generatie bomen, bevruchte eitjes, slapende embryo’s. Zaad is er in talloze vormen: bes, noot, vrucht, met of zonder vleugels.

Een eik produceert 90.000 eikels per jaar. Een honderdste daarvan evenaart de omvang van zijn ouders. Een houtduif eet wel 120 eikels per dag. De els produceert zelfs 250.000 zaden.

Sommige bomen verpakken hun zaden in felgekleurde zoete vruchten of bessen, met als doel: bescherming en transport. Andere soorten geven hun zaad een stevig omhulsel, zoals een noot. Eekhoorns en gaaien verzamelen en verspreiden die noten en vergeten er altijd wel een paar op te eten. Andere zaden zijn licht verpakt en krijgen vleugels mee (esdoorn, es, linde).  Weer anderen zitten in ‘kegels’ en zijn daardoor afhankelijk van vervoer over water. 

Noten zijn eetbare zaden.

De zwaarste en grootste noten (zaden) komen van de palm Lodoicea maldivica: 20kg, tien jaar rijpen!

Hoe dan ook, voor bomen en hun voortplanting is het ultieme doel dat ze de kans op kruisbestuiving vergroten en elkaar niet in de weg zitten.

Levenscyclus

De oudste boom is een pinus longaeva die op 3500m hoogte in de White Mountains in California groeit en 4700 jaar oud is. Een fortingall taxus in Perkshire (Schotland) is tussen de 3000 en 5000 jaar oud. Er zijn drie eiken die 1500 jaar oud zouden zijn, in Bretagne (Frankrijk), Raesfeld (Duitsland) en Nordskoven (Denemarken). Olijfbomen kunnen ook eeuwenoud worden, zoals die aan de voet van de Olijfberg in Jeruzalem (“in de tijd van Jezus geplant”).

De oudste boom waarvan de plantdatum vaststaat staat in Anuradhapura, Sri Lanka. Koning Tissa plantte die in 288 voor Christus.

Pas op met het fenomeen van ongeslachtelijke voortplanting (“stekkie”), want die hebben misschien wel hetzelfde DNA, maar zijn eigenlijk niet dezelfde boom als de moederboom.

Bomen groeien niet vanaf de onderkant de hoogte in. De groei zit ‘m in de toppen van de aanwas van het jaar ervoor. Een schildering of inkerving op de schors groeit dus niet omhoog, maar blijft zitten op de oorspronkelijke hoogte.

Bamboe kan 50cm per dag groeien!

Elke jaarring heeft lichte en  donkere delen. Het lichte weefsel is minder dicht en bestaat uit in het voorjaar gevormde cellen, wanneer de boom het snelst groeit. Het donkere deel is de in de zomer gevormde cellen, in het seizoen waarin de boom minder snel groeit.

Veroudering: maakt dat de groeisnelheid van de boom over de jaren afneemt, waardoor ook zijn weerstand tegen belagers (schimmels, insecten, virussen) afneemt. De boom sterft dan af. Rigoreus snoeien heeft vaak een positieve werking op het groeivermogen van een boom. Met knotten kun je het leven van een boom bijna oneindig rekken.

De oudste bekende bomen zijn een 4700 jaar oude den (“Methusalem”, een Pinus in Califormië) en een 2700 jaar oude mammoetboom (“General Sherman”, een sequoia in Californië).

Boomsoorten die lang worden: Sequoia (recordhouder is 122m hoog, langs de kust in California), Eucalyptus (was wsl hoogste ooit, 132,6m, maar was al geveld bij het meten en dat telt niet), Kauriboom. De grootste boom (als in het grootste gebied dat ze beslaan): Ficus in Calcutta (1,2 ha). Dikke bomen: apebroodboom. De dikste boom is een moerascypres in Santa Maria del Tule, in het Zuiden van Mexico (36,3m). Gemeten in volume is de ‘General Sherman’ in Califormia.