agrarszektor.hu • 2021. január 3. 09:30
A fagy és a napfényes időszak csökkenése a növényeket is drasztikus válaszra kényszeríti, de nem kell őket félteni: számos trükköt ismernek. Táplálékraktárakat képeznek, szigetelik magukat, a sejtjeikben található folyadékot fagyállóvá teszik.
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 koplaláson keresztül 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, írta meg a 24.hu.
Pedig a laikus szemek elől rejtve a növényvilág rendkívüli stratégiákat alkalmaz: felkészül, raktároz, visszahúzódik, fagyállót használ és trükköket vet be. A részletekről a portál Kósa Géza dendrológust, az Ökológiai Kutatóközponthoz tartozó Nemzeti Botanikus Kert tudományos gyűjteményvezetőjét kérdezte.
A növények fotoszintézis segítségével táplálkoznak, vagyis nagyon leegyszerűsítve szén-dioxidból és vízből a napfény energiájának felhasználásával állítják elő a szükséges, bonyolultabb szerkezetű szerves tápanyagokat. Könnyű belátni, hogy ehhez elegendő napfény, valamint 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. Vagy ahogy a szakember szemléletesen megfogalmazza, a növények "téli álma" kényszerű állásfoglalás a drasztikus időjárási körülményekkel szemben.
Nincsenek a laikus számára értelmezhető, klasszikus értelemben vett érzékszerveik, mégis tökéletesen alkalmazkodnak az évszakok váltakozásaihoz. Honnan tudják a fák, hogy közeleg a tél, el kellene kezdeni készülődni? Ahogy a nappalok rövidülnek és a napi átlaghőmérséklet csökken, a növények egyre kevesebb tápanyaghoz jutnak, vagyis fokozatosan észlelik a nyersanyaghiányt: valójában tehát a külső körülmények változásai a téli nyugalmi állapothoz vezető élettani kémiai folyamatokat indítanak be, magyarázta a szakember.
Kósa Géza elmondta, hogy 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 ha eljön az idő, 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 újrakezdéshez.
A fagyok ellen a fásszárú 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. 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 sikerrel. Nem mindegy, hogy ez a "fagyálló képesség" -5 vagy -15 fokra lett kitalálva, ezért Magyarországra is igaz, hogy a természetben sok, délről behurcolt növény elesik a csatában, jegyezte meg Kósa Géza. A dendrológus hozzátette, hogy 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.
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, tehát erősebb fagyban ők is "leállnak".
- emelte ki Kósa Géza.
Végezetül ott az érdekes kérdés, hogy ha a téllel még a növényóriások is komoly küzdelmet vívnak, vajon 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. 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.
Az újrakezdés reményében rendkívül sok technikát alkalmaznak. Élettanilag fontos anyagaikat védett, föld alatti részükbe vonják vissza: hagymába, gumóba, 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. Magyarországon is élnek örökzöld lágyszárúak - főleg fűfélék -, ezek módszere a tűlevelűekére hajaz.
Ha pedig azt látja az ember, hogy a városi parkban zöldell a fű, a gyermekláncfű levelei harsányan meredeznek, miközben a határban már minden elszáradt, nem kell összeesküvést keresni. 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 válasz. Ahogy Kósa Géza rámutatott, 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.