Igy védekeznek a növények a hideg ellen

"Az épp elköszönő Tél és a széparcú-Tavasz közös szerzeménye ez a csodaszínekkel megáldott kép, a Nap ölelésében...." Irén véleménye az FB-ről, köszönöm! (főfotó)

Hosta levelei az első fagyok után .. (fent)

A növények természetesen, mondhatnám azt is, hogy tökéletesen alkalmazkodnak az évszakok váltakozásaihoz. 

De honnan tudják a fák, hogy közeleg a hideg tél, el kellene kezdeni készülődni a pihenőhöz?

Ahogy a nappalok rövidülnek és a napi átlaghőmérséklet csökken, a növények egyre kevesebb tápanyaghoz jutnak, vagyis fokozatosan észlelik a nyersanyaghiányt: valójában a külső körülmények változásai, a téli nyugalmi állapothoz vezető élettani kémiai folyamatokat indítanak be.

  levélelszíneződés a hidegre egyfajta reakció, Euphorbia "Ascot Rainbow, erdei kutyatej

A hideg, a kemény fagy, a napfényes időszak csökkenése a növényeket is drasztikus válaszra kényszeríti, de nem kell őket félteni! 

Rendkívül találékonyak: táplálékraktárakat képeznek, szigetelik magukat, a sejtjeikben található folyadékot fagyállóvá alakítják. 

Japán kövérke levelei a hideg hatására összehúzódnak. (fent)

A Magyarországot is magába foglaló mérsékelt égövi területeken az élőlények számára a tél jelenti a legnagyobb kihívást, a mostohává váló körülmények miatt ezekben a hónapokban egyetlen törekvésük a túlélés, bármi áron.

Az állatok módszereinek többsége közismert a vándorlástól a a téli álomig. Ám ha a növények kerülnek szóba, a legtöbben csak annyit tudnak felidézni, hogy a levelek lehullanak, a fű elsárgul, a lágyszárúak pedig kifagynak.

Pedig a laikus szemek elől rejtve a növényvilág rendkívüli stratégiákat alkalmaz: 

felkészül, 

raktároz, 

visszahúzódik, 

fagyállót használ.

A növények fotoszintézis segítségével táplálkoznak, vagyis nagyon leegyszerűsítve szén-dioxidból és vízből a napfény energiájának felhasználásával állítják elő a szükséges, bonyolultabb szerkezetű szerves tápanyagokat.

Láthatjuk, hogy ehhez elegendő napfény, (folyékony halmazállapotú) víz szükséges, télvíz idején viszont mindkettő igen korlátozottan áll rendelkezésre. 

Emellett pedig a fagy a növényi szöveteket is károsítja, méghozzá legkönnyebben a viszonylag "védtelen" levelekben, ezért erre a kettős kihívásra válasz a növények részéről a téli nyugalom: 

a növények "téli álma" kényszerű állásfoglalás a drasztikus időjárási körülményekkel szemben. 

Ősszel, a növények először is a napsugárzás energiájának elnyeléséért leginkább felelős klorofill termelését csökkentik, és mivel ez a vegyület felelős a levelek zöld színéért, a lombozat sárgulni kezd. 

A klorofill csökkenésével más pigmentek, a sárga-barna-narancs színekért felelős karotinoidok és a vörös-bordó-lila színt adó antociánok válnak láthatóvá a levélben. 

Az őszi táj színpompájában tehát a növényzet téli álomra vonulásának állomásai csodálhatóak meg.

A lombhullás a levelek nyelének talapzatán található különleges sejtrétegnek köszönhető, ami biztosítja a növény számára a sérülésmentes leválást. 

"Mindeközben odabent egy láthatatlan, de rendkívül fontos folyamat zajlik: a cukrokat a növény keményítővé alakítja, a fehérjéket és szénhidrátokat visszavonja olyan védett területekre, mint a gyökérzet vagy a kéreg alatt megbúvó réteg, a háncs." 

A növény célja ezzel az, hogy a lehető legnagyobb mennyiségben megőrizze azokat a tápanyagokat, amelyek nélkülözhetetlenek számára a tavaszi ébredéshez.

A fagyok ellen a fás szárú növények elsősorban szigetelő anyagokkal védekeznek, mint például az elhalt sejtekből képződő törzset, ágat, gyökeret borító kéreg. 

Ugyanez a szerepe a gyapjas, nemezes szőrborításnak, gyakran például az érzékeny rügyek esetében. (pl: liliomfa, Magnolia, lent)

A tápanyag tehát raktárakba kerül, az életfunkciók minimálisra csökkennek a tápanyaghiányos időszakban, ám mindez még nem véd a tél másik nagy kihívásától, a fagytól. 

Az élő növényi sejtek 90%-át víz alkotja, és ha az jéggé válik, a növény is elpusztul. 

Ezt elkerülendő egyes növények bizonyos fagyálló kémiai vegyületeket termelnek, és juttatnak el testük minden pontjába az érrendszerünkhöz hasonló hálózaton keresztül.

Illetve a sejtekben található folyékony anyagok kémiai összetétele, oldatsűrűsége és aránya a fagyos állapotok tűrésére alkalmasra változik, vagyis fagyáspontja csökken. Így keletkeznek a "fagyállók". 

A trópusi, szubtrópusi területeken honos fajok fagyálló képessége teljes mértékben hiányzik, míg észak felé haladva egyre komolyabb mínuszokkal küzdenek meg sikeresen.

Nem mindegy, hogy ez a "fagyálló képesség" -5 vagy -15 fokra lett kitalálva, ezért Magyarországra is igaz, hogy a természetben sok, délről behurcolt növény nem bírja átvésazelni a hideg telet.

A lombhullásnak egyébként sok növénynél kifejezett haszna van a virágaik beporzásában: a tavaszi lombfakadás előtt nyíló fajoknál a levéltelen ágakon a széllel szállított virágpor akadálytalanul célba érhet.

Pl: liliomfa, (lent)

A mérsékelt égövön élő, tű- vagy pikkelylevelű örökzöldek még tovább fejlesztették módszereiket, amelyeknek köszönhetően a hideg évszakban is képesek folytatni anyagcseréjüket azokon a napokon, amikor nincs kemény fagy, és napfény is elérhető. 

Míg a lombhullatók eleve "lemondnak" erről a lehetőségről, tisztán a túlélésre játszanak, addig az örökzöldek sokkal finomabb hangolással reagálnak a külső körülmények változásaira. 

A megoldásuk lényege az, hogy a valóban tűre emlékeztető leveleik fajlagos felülete kicsi, ezzel pedig minimálisra csökken párologtatásuk, és ugyanezt a célt szolgálja a viaszborítás is. 

Esetükben tehát télen is folyhat a fotoszintézis, ám keringésük fenntartásához sok vízre van szükségük, de erősebb fagyban ők is "leállnak".

Ezért van szükség arra, hogy kertjeinkben az örökzöldeket (tűlevelűeket) télen, fagymentes időszakban locsoljuk.

A lényeg, hogy a felszívás és beépítés, illetve a lebomlás, lélegzés és párolgás mindig egyensúlyban maradjon.

De ott az érdekes kérdés, hogyan boldogulnak a lágyszárúak? 

Egyes fajok fel sem veszik a kesztyűt, elpusztulnak az első fagyokkal, tavasszal az életképességüket megőrző magokból nő ki az új nemzedék (egynyáriak). 

Mások azonban a fásszárúakhoz hasonló stratégiát vetnek be, csakhogy nincs tápanyagraktárként használható törzsük, nincsenek ágaik, a talaj feletti részük viszont elsárgul, "elpusztul", éppúgy elvesztik, mint a fák és a bokrok a leveleiket (lágyszárú évelők).

Ugyanez figyelhető meg a meleg éghajlatú területeken a száraz évszakok durva környezeti hatásaira adott növényi válaszoknál. Ott is lombjukat vesztve húzódnak "száraz álomra" a fák.

Az újrakezdés reményében rendkívül sok technikát alkalmaznak. 

Élettanilag fontos anyagaikat védett, föld alatti részükbe vonják vissza: hagymába, gumóba, hagymagumóba, gyöktörzsbe, sűrű, kefeszerű gyökérzetbe. 

Van, hogy ez is kifagy, de a talaj azért elég jól szigetel, illetve saját avarjuk is védőrétegként borul rájuk, egyes hagymák pedig egész mélyre húzódnak, a fagyhatár közelébe.

Ha pedig azt látja az ember, hogy a városi parkban zöldell a fű, a gyermekláncfű levelei harsányan meredeznek, miközben a határban már minden elszáradt. Ez azért is jöhet így létre, mert a települések hőszigeteket alkotnak, mikroklímájuk több fokkal melegebb a természeti környezetéhez képest. 

E jelenség is ékes bizonyítéka, hogy a növények "téli álma" nem törvényszerűség, hanem a környezet kihívásaira adott egyfajta válasz.

Forrás: Kósa Géza (1950-2021), dendrológus 

(Ökológiai Kutatóközponthoz tartozó, vácrátóti Nemzeti Botanikus Kert nyugalmazott vezetője volt, a dendrológiai  gyűjtemény kurátora)

  Japán kövérke (Pachysandra terminalis) levelei a hideg hatására összehúzódnak (fent és lent)

Viburnum davidii, bangita válasza a hidegre (fent)

Kertem, a kemény fagyok alatt "pihen" napsütésben és komor, fátyolos időjárásban (fent és lent)