In den Morgenstunden im Hafen von Manaus. Fischer tragen ihre Fänge zu den Verkaufsständen, am Wasser tummeln sich Händler, Helfer und Touristen. Florian Wittmann steht an der Reling, er ist am Mainzer MPI für Chemie angestellt, arbeitet aber in Manaus. Das Boot ist gepachtet, ein eigenes Forschungsschiff kann sich das Institut nicht leisten. Der Hafen liegt am Rio Negro, dem gewaltigen Schwarzwasserfluss. Nach einer halben Stunde Fahrt hört das schwarze Wasser abrupt auf und geht in helleres Gewässer über.

"Ok, wir sind hier am Zusammenfluss zwischen Rio Solimões und Rio Negro, ab hier Richtung Osten nennt sich der Fluss Amazonas."

Die Ströme verbinden sich zu einem Fluss, der 180-mal mehr Volumen hat als der größte europäische Fluss, die Wolga. An seinen Ufern quer durch Amazonien haben sich viele Menschen angesiedelt. Kleinbauern bauen Maniok an, verschiedenes Gemüse wie Tomaten, Zucchini und Kürbisse. Sie kommen auf bis zu drei Ernten im Jahr. Der Boden ist sehr fruchtbar. Denn die Felder werden jedes Jahr überschwemmt und bekommen auf diese Weise neue Nährstoffe. Seit zehn Jahren forscht Florian Wittmann an den Waldwasserflüssen. Die beiden Flüsse fließen 80 Kilometer nebeneinander, bevor sich der schwarze Rio Negro und der weiße Rio Solimões endgültig vermischen. Florian Wittman zeigt auf die beiden Flusstypen.
"Sichtbar ist diese unterschiedliche Färbung dieser Gewässertypen und das ist ganz charakteristisch für Amazonien. Die sind schwarz gefärbt, weil eben die Flüsse und die Einzugsgebiete sehr stark bewaldet sind, dadurch kommt es eben zu einer Akkumulierung der Biomasse, vor allem durch Bäume, durch Blätter und zum Freisetzen von Huminsäuren und die färben eben das Wasser schwarz und machen das Wasser auch sauer."


Beide Flüsse unterscheiden sich nicht nur in der Farbe, sondern auch in den pH-Werten und in der Temperatur.

"Die Weißwasserflüsse kommen direkt aus den Anden, dadurch sind diese Weißwasserflüsse eben sehr sedimentreich, weiß gefärbt wie Milchkaffee und sind im Vergleich zu den restlichen Ökosystemen Amazoniens eben sehr nährstoffreich."

Das wirkt sich auf die umliegenden Wälder aus, ebenso auf die Vegetation und die Fauna.
"Wir haben in den Überschwemmungswäldern dieser Weißwassergebiete etwa 1000 Baumarten inzwischen aufgenommen, das ist natürlich ein unglaublicher Artenreichtum, also das sind die artenreichsten Überschwemmungswälder weltweit, nur im Weißwasser, im Schwarzwasser haben wir etwas 600."

Und bei den regelmäßigen Trips in die Überschwemmungswälder kommen weitere Bäume hinzu: Immer wieder entdecken Taxonomen bei der Artbestimmung bislang unbekannte Spezies. Aber warum sind die Regenwälder am Amazonas so artenreich? In den Überschwemmungsgebieten des Rio Negro etwa überlebt sogar eine Baumpopulation, die jedes Jahr 320 Tage im oder unter Wasser steht.

Diese Bäume haben gerade einmal einen Monat Zeit zu wachsen. Dabei handelt es sich um die knorrigen Vertreter von Eschweilera tenuifolia, deren Stämme stark in sich verdreht sind. Ringanalysen zeigten, dass die Bäume extrem langsam wachsen. Die Jahresringe sind sehr fein, denn während der Überflutung kommt kein Sauerstoff an die Wurzeln. Dieser reduzierte physiologische Stoffwechsel bedingt gleichzeitig ein hohes Alter. Einige Bäume sind mehr als 1000 Jahre alt.
Das Boot hat sein Ziel erreicht, wir legen an. Der Flusspegel sinkt bis zu 20 Zentimeter am Tag. Wir gehen über einen Bretterpfad, der vor einer Woche noch im Wasser stand. Im Entenmarsch, angeführt von Florian Wittmann, läuft die Gruppe immer tiefer in den Wald. Dann lichtet sich der Dschungel und der Weg endet an einer kleinen Plattform. Von hier aus überblickt man einen alten Seitenarm des Amazonas. Da der Fluss ständig sein Bett verändert, ist hier ein See entstanden, abgeschnitten vom Hauptfluss. Nur in der höchsten Hochwasserphase steht er mit dem Fluss in Verbindung.

"Die geschlossene Waldgrenze befindet sich bei etwa 7,5 Meter Höhe über Wassersäule, also Überflutung. Die Amplitude generell zwischen Hoch- und Niedrigwasser hier am Amazonas in Zentralamazonien liegt zwischen zehn und zwölf Metern."


Durchschnittlich 230 bis 250 Tage im Jahr sind die Wurzeln hier überschwemmt. Um überleben zu können, müssen die Bäume flexibel sein.
"Die haben eine ganze Bandbreite von spezifischen Anpassungen an diese periodische Sauerstoffarmut. Dabei ist entscheidend zu sagen, dass nicht eine einzige Anpassung oder eine spezifische Anpassung entscheidend ist für die Etablierung der Art an diesem Standort, sondern eine Kombination verschiedener Anpassungen. Das können morphologische, physiologische oder sogar biochemische Anpassungen sein, die zum Teil noch gar nicht bekannt sind."

Manche Bäume haben Luftwurzeln ausgebildet, andere besitzen sogenannte Lentizellen im Stamm. Diese ermöglichen auch unabhängig von den Wurzeln einen Stoffwechseltransport zwischen Stamm und Atmosphäre. Einige Bäume werfen bei Hochwasser ihr Laub ab. Die Forscher sprechen dann vom physiologischen Winter. Aber auch andere Anpassungen, etwa auf chemischem Niveau, gibt es, wie zum Beispiel die erhöhte Konzentration von Antioxidantien: Dann sorgen unter anderem Vitamin E oder C in Blättern und Früchten dafür, dass die Bäume den Fluten trotzen.

"Das bedeutet einfach, dass während der Hochwasserphase die Wurzeln ein Sauerstoffproblem haben, dass zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, um die Pumpe des Stoffwechslers, also den Wassertransport und Nährstofftransport in der Pflanze aufrechtzuerhalten, zudem sind natürlich viele Blätter überschwemmt, das heißt, die sind dann auch völlig abgeschnitten vom Licht, das heißt also, diese Keimlinge dieser Bäume überdauern komplette Dunkelheit und Sauerstoffreduzierung über sieben, acht Monate im Jahr und müssen deshalb natürlich diese speziellen Anpassungen haben."

Florian Wittmann und seine Kollegen haben in den vergangenen Jahren untersucht, wo die mehr als tausend fluttoleranten Baumarten leben. Zehn Prozent von ihnen kommen nur in diesen Weißwasserüberschwemmungsgebieten vor. Je höher der Grad ihrer Spezialisierung ist, desto weiter reichen auch diese speziellen Anpassungen in der Evolution zurück. Einige haben sich vermutlich vor mehr als hunderttausend Jahren entwickelt. Und die ökologischen Nischen sind zahlreich.

"Die Arten, die ein bis drei Meter hoch überflutet sind, die kommen niemals in Habitaten vor, die sechs oder bis sieben Meter überflutet werden."
Weil es viele verschiedene Nischen gibt, entsteht Vielfalt. Damit sind diese Überschwemmungsgebiete vermutlich der Grund für den Reichtum des brasilianischen Regenwaldes.