Sommertage mit 35° C im August, eisige Minustemperaturen im kalten Januar: Wie schaffen es unsere Pflanzen, diesen Temperaturschwankungen standzuhalten?

Die größte Herausforderung im Winter stellt das Wasser dar, denn die Zellen aller Lebewesen bestehen zum Großteil hieraus. Gefriert das Wasser, so bilden sich Eiskristalle, die Zellmembran wird zerstört und die Pflanze stirbt ab. Zudem verfügen die Pflanzen über wenig Wasser, da es im Boden gefriert. Doch die heimische Pflanzenwelt besitzt verschiedene Strategien, um die kalte Jahreszeit zu überdauern.

Die einfachste Möglichkeit für die Pflanzen ist die „Flucht“. Sie können zwar nicht weglaufen, allerdings können sie sehr wohl der Kälte entfliehen. Entweder stirbt die Pflanze ganz ab und überwintert in Form von Samen, die sie vor dem Absterben auswirft. Oder sie überwintert unterirdisch und nur die oberirdischen Pflanzenteile sterben ab. Im Boden überwintert die Pflanze in sogenannten Überdauerungsorganen, beispielsweise in Knollen, Zwiebeln oder Rhizomen. Die Nährstoffe werden in den etwas wärmeren Boden zurückgezogen. Samen wiederum haben einen äußerst geringen Wassergehalt und sehr harte, verholzte Zellen. So sind sie vor Frost geschützt und können im nächsten Frühjahr sprießen.

Eine andere Überwinterungsstrategie ist die generelle Toleranz gegenüber Kälte und Frost. Mit dem Einbruch des Winters erhalten die Pflanzen zumeist das Signal, natürliche Frostschutzmittel zu entwickeln. Dafür ändern sie die Zusammensetzung ihrer Zellmembran. Der osmotische Wert der Zelle wird durch den Einbau verschiedener Substanzen, vor allem von Zucker, erhöht. Weitere niedermolekulare Substanzen wie Glycerin, Sorbit und Glucose werden erhöht. Diese setzen den Gefrierpunkt herab und schützen dadurch die Pflanze vor dem Erfrieren.

Bäume wiederum werfen im Herbst ihre Blätter ab, um sich vor Kälte und Frost zu schützen. Davor ziehen sie Nährstoffe aus den Blättern in ihre Äste und Hölzer zurück. Dazu zählt auch der grüne Farbstoff Chlorophyll, was die Braun- und Rotfärbung der Blätter erklärt. Die Blätter werden abgeworfen und so kann an die Verdunstungsfläche erheblich reduziert werden. Knospen wiederum sind durch trockene Schuppen oder einen flaumigen Pelz vor Kälte geschützt.