A hazánkat 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 idézünk fel hirtelenjében, hogy a levelek lehullanak, a fű elsárgul, a „gaz” pedig kifagy.
Pedig a laikus szemek elől rejtve a növényvilág rendkívüli stratégiákat alkalmaz: felkészül, raktároz, visszahúzódik, fagyállót használ és trükköket vet be. A részletekről Kósa Géza dendrológust, az Ökológiai Kutatóközponthoz tartozó Nemzeti Botanikus Kert tudományos gyűjteményvezetőjét kérdeztük.
Kényszerű állásfoglalás
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 – legkönnyebben a viszonylag „védtelen” levelekben – is károsítja, nemcsak az állatokét, e kettős kihívásra válasz részükről 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? Akkor is, ha hét ágra süt a nap az őszi délutánokon, és mi még elő sem vettük a kabátot a szekrényből.
Felkészül az újrakezdésre
Ahogy a nappalok rövidülnek és a napi átlaghőmérséklet csökken, a növények egyre kevesebb tápanyaghoz jutnak, fokozatosan „észlelik” a nyersanyaghiányt: valójában tehát a külső körülmények változásai a téli nyugalmi állapothoz vezető élettani kémiai folyamatokat indítanak be.
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 állomásait csodálhatjuk.
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« mindezzel, hogy a lehető legnagyobb mennyiségben megőrizze azokat a tápanyagokat, amelyek nélkülözhetetlenek a tavaszi újrakezdéshez.
Speciális fagyállók
A fagyok ellen a fásszárú növények elsősorban szigetelő anyagokkal védekeznek, mint 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 százalékát víz alkotja, és ha jéggé válik, a növény is elpusztul.
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 a „fagyálló” -5 vagy -15 fokra lett „kifejlesztve”, hazánkra is igaz, hogy a természetben sok, délről behurcolt növény elesik a csatában.
A lombhullásnak egyébként sok növénynél kifejezett haszna van a virágjaik beporzásában: a tavaszi lombfakadás előtt nyíló fajoknál a levéltelen ágakon a széllel szállított virágpor akadálytalanul célba érhet.
Lényeg az egyensúly
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.
Trükkjük, hogy valóban tűre emlékeztető levelük 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”.
A lényeg, hogy a felszívás és beépítés, illetve a lebomlás, lélegzés és párolgás mindig egyensúlyban maradjon
– emeli ki Kósa Géza.
Trükkös lágyszárúak
Végezetül 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. Élnek nálunk örökzöld lágyszárúak – főleg fűfélék – is, módszerük a tűlevelűekére hajaz.
Ha pedig laikusként azt látjuk, hogy a városi parkban zöldell a fű, a gyermekláncfű levelei harsányan meredeznek, miközben a határban már minden elszáradt, ne keressünk összeesküvést. E jelenség is ékes bizonyítéka, hogy a növények „téli álma” nem törvényszerűség, hanem a környezet kihívásaira adott válasz.
Ugyanez figyelhető meg a meleg éghajlatú területeken a száraz évszakok durva környezeti hatásaira adott növényi válaszoknál. Ott lombjukat vesztve „száraz álomra” húzódnak a fák.
