Päävalikko täältä!
POHJOISEN LUONTOMME TALVI:
3. Talveen valmistautuminen, kasvit:
Olet nyt kasvien talveen valmistautumista käsittelevässä osassa.
Suomen luonnon talven muut aihepiirit löydät ylempää talvikuvasta.
Jos haluat aivan muita luontoaiheita, käytä 'Päävalikkoa'!
Täältä: Talveen valmistautuminen/eläimet!
Katso myös kasvien talvehtimisen keinot (mm. eri elomuodot)!
• Mitä kasvien talveentuminen tarkoittaa...
Talvi merkitsee kasveille ennen kaikkea kylmyyden, kuivuuden ja pimeyden sietämistä. Kasvithan ovat vaihtolämpöisiä: niiden lämpötila on aina - talvellakin - suunnilleen sama kuin ilman lämpötila.
Lajin/yksilön perintötekijät antavat talveentumisen aikataulun ja syvyyden: siis millaiseen ympäristöön se on sopeutunut aikojen saatossa. Lisää: Talvensietokyky periytyy!
Kasvien talveentumista ohjaa ja aikamerkkejä antavat: lämpösumman kertyminen, yön piteneminen ja ensimmäiset pakkaset... Lumipeitteen vahvistuminen saattaa puolestaan jopa heikentää kylmänkestävyyttä niillä lajeilla, jotka jäävät lumen alle.
Elämä pohjoisessa on täysin riippuvainen vuodenaikojen vaihtelusta. Kasveillakin on "pitkän aikavälin suunnitelma" mukautuakseen vuodenaikojen vaihteluun: jo kesällä pannaan alulle asioita, jotka lopullisesti toteutuvat vasta seuraavana kesänä. Lisää: Kasvien vuosiaikataulu!
Valmistautuminen näihin sietokyvyn (resistenssin) muutoksiin alkaa jo loppukesällä. Kasvu päättyy, talvehtimissilmut valmistuvat, tietyt osat kasvista kuolevat, ja solutasolla tapahtuu monenlaisia muutoksia. Kaikkea tätä talveen valmistautumista kutsutaan talveentumiseksi.
Talveentumista tahdistavat tietyt muutokset elinympäristössä: lämpösummaa kertyy, yö pitenee, ja lämpötila alenee; tähän on mukauduttava.
Kehittyvät vuosikasvaimet ovat monilla lajeilla aika kylmänarkoja.
Kuusen uudet neulasetkaan eivät ole vielä karaistuneet talveen, mutta
myöhemmin (syksyllä) ne sietävät jo melkoisia pakkasia.
Vrt. Havupuittemme kylmänkestävyys!
• Lämpösumman kertyminen johtaa ainakin monilla puilla talveentumisen alkuun...
Suomalainen prof. Risto Sarvas on kuvannut puiden vuotuisen kehitysrytmin koostuvan kolmesta eri vaiheesta: aktiivivaihe, syyshorros ja talvihorros.
Sarvas katsoi, että tästä rytmityksestä huolehtii kasvin oma "sisäinen kello", jota tahdistaa erityisesti lämpösumman kertyminen. Kun lämpöä on kasvupaikalla kertynyt tietty 'annos', kasvin sisäinen kello tunnistaa tilanteen ja muuttaa rytmin kohti talveentumisen alkua: kasvu päättyy, silmut valmistuvat ja talvivarastoja kerätään. Lisää: Lämpösumma ja puiden vastine siihen!
Lämpösumman kertyminen ei kuitenkaan yksinään riitä selittämään koko talveentumistapahtumaa, vaan kasvit reagoivat syksyisin eräisiin muihinkin ympäristön signaalejeihin (kts. seuraavat testin osat!).
Ruska Kuusamon Kitkajoella.
• Päivän lyheneminen (yön piteneminen) tuo lopulta ruskan väriloiston...
(Kts. myös 'Syksy'!)
Päivän lyhenemisellä/yön pitenemisellä on syyspuoleen hyvin tärkeä osuus pohjoisten kasvien talveentumisen ajoituksessa. Lyhenevä päivä johtaa syyshorrokseen, jolloin varsinainen talveen karaistuminen alkaa. Talvihorroksen aikana karaisun aste saattaa syvetä lajista (tai kasviosasta) riippuen.
Syksyn ruska on näkyvä esimerkki erityisesti päivän pituuden vaikutuksesta. Ruska tulee eri leveyspiireille eri aikaan, koska päivänpituus muuttuu leveysasteen mukaan. Utsjoella ruska on yleensä syyskuun alkupuolella, Oulun tienoilla syyskuun puolivälissä ja Etelä-Suomeen viikon pari tätä myöhemmin. Alueelta toiselle siirretyt kasvit pyrkivät ruskaantumaan sen päivänpituuden mukaan, johon ne alkuperäisellä kasvupaikallaan ovat sopeutuneet. Lisää: Päiväpituuden merkitys!
Mm. hieskoivun eri oksien lehdet saattavat kellastua syksyisin eri aikoihin. Jo elokuussa saatta nähdä
kellastuneita lehtiä jossakin osassa oksistoa.
Havumetsäluontoamme leimaa ikivihreys, mutta ruskan väriloisto kuuluu toki Suomen - ja varsinkin Lapin - luontoon! Havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa, tunturikoivikoissa ja -paljakoilla on ruskan punaista ja keltaista väriä sekä maassa (mm. riekonmarja, vaivaiskoivu, juolukka ja mustikka) että lehtipuissa (mm. koivut, haapa ja pihlaja). Maaruska tulee Lappiin usein hiukan aikaisemmin kuin puiden ruska. Lisää: Päiväpituuden merkitys!
Ruskan alkuvaihe Enontekiöllä 1.9.05. Myös maaruska jo näkyvissä. Huomaa, että mm. koivuyksilöt ovat ruskaantumisessaan
eri vaiheissa kuin toiset koivuyksilöt. Kullakin yksilöllä on omaleimainen perintöaines. Usein jopa saman koivun eri oksat ovat
eri aikaan ruskassa (vrt. hieskoivu ylemmässä kuvassa!).
Ruskan aikana lehtien klorofylli (= vihreä väriaine) pilkotaan, ja sen tärkeät ainesosat (mm. typpiyhdisteet) kuljetetaan talteen oksien kärkiosiin ja silmuihin seuraavan kevään tarpeita ajatellen. Luonnossamme on typpeä niukasti - sitä pitää säästää!
Kun vihreys vähenee, paljastuvat sen 'alta' lehtien keltasävyiset väriaineet: karotiini ja ksantofylli - syksyn tavallisimmat värit. Lisäksi jotkut kasvit 'punastuvat' ruska-aikana, jopa voimakkaasti. Punainen väriaine (antosyaani) ei ole värihiukkasissa vaan soluvakuoleissa, ja se syntyy lehtiin yleensä vasta syksyllä. Lisää: karotinoidit!
Ruska on värjännyt mustikan lehdet punaisiksi. Näin käy herkimmin valoisilla ja kuivilla kasvupaikoilla.
Huom. mustikan varret säilyvät lähes vihreinä yli talven, ja ovat keväällä valmiita aloittamaan yhteytyksen
ennenkuin lehdet valmistuvat.
Väriaineiden määrä, sijoittuminen kasvin eri osiin ja ruskaväriyksen ajankohta on suuresti perinnöllinen ominaisuus. Esim. tunturikoivun eri yksilöiden kyky punaisen antosyaanin muodostamiseen on peräisin vaivaiskoivulta: mitä punaisempi tunturikoivuyksilön ruskaväritys on, sitä enemmän siinä on vaivaiskoivun geeniainesta. Usein esim. kaupunkien puistoissa on eri aikaan ruskaantuvia koivuyksilöitä (ja muitakin puita). Ilmeisesti puistoihin on istutettu eri alueilta (jopa kaukaakin) peräisin olevia, erilaisen geeniperinnön omaavia puita.
Lapin tunturikoivuissa on ruska-aikana paljon enemmän punalehtisiä puita
kuin havumetsävyöhykkeen koivuissa, esim. Kuusamossa.
Tässä kuitenkin punalehtinen hieskoivu (Betula pubescens).
Sen lehdet ovat paljolti loissienten 'pilkuttamia'.
Monet esim. puiden lehtiä syövät loiset saavat massaesiiintymisellään estää koivun ruskavärien esiintymisen. Myös tunturimittari, joka aloittaa koivun lehtien syönnin heti kevätkesällä. estää Lapin koivuruskan - jos mittarin toukkia on paljon... Lisää: loisia koivunlehdissä! ja tunturimittari!
Lisää ruska-asiaa täällä!
Lehtipuiden lehtien kariseminen joka syksy on tietysti energiataloudellista "tuhlausta". Havupuut ovat tässä suhteessa säästeliäämpiä, kun ne karistavat syksyisin vain vanhimmaan neulaskerran. Mutta neulaset kestävätkin talven kuivutta, kylmyyttä ja myrskyjä selvästi paremmin kuin lehtipuiden lehdet. Lehtipuiden lehdet ovat puolestaan selvästi neulasia tehokkaampia yhteyttäjiä, joten niitä kannattaa tehdä keväisin huolimaatta tulevasta talvesta.
• Syyspakkaset 'nuijivat' kasvit lopullisesti talvilepoon...
Vaikka ruskan ajankohta riippuukin paljolti valorytmistä (päivän/yön pituudesta), vaikuttavat myös sääolot värien voimakkuuteen: värit (varsinkin punavärit) ovat upeimmillaan, jos on sateetonta, kirkasta ja öisin pientä pakkasta. Luonnossa on kuitenkin usein vaikea nähdä, onko ruskan ajankohta ja ruskavärien voimakkuus pääasiassa päivään lyhenemisen vai loppukesän sääolosuhteiden (lämpötila ja kosteusolot) seurausta, ja mikä osuus ruskavärien vähäisyyteen on esim. lehdissä loisivilla mikro-organismeilla.
Kasvien lopullinen karaistuminen talveen (= talvihorros) alkaa vähitellen syksyn viileiden öiden ja yön pitenemisen myötä. Esim. havupuittemme kylmänkestävyys alkaa lisääntyä jo syyskesällä, useita viikkoja ennen kovia pakkasia. Lisää: Puiden kylmänkestävyys!
Silloin tällöin tulevat yöpakkaset varsinkin Lapissa jo ennen kuin puiden lehdet ovat saaneet ruskavärityksen.
Yleensä tästä ei ole suurempaa haittaa seuraavan kevään kasvua ajatellen, vaikka kaikkia klorofyllin osia
ei saadakaan talteen, eivätkä vanhat lehdet irtoa puista helposti.
Fotosynteesi loppuu pakkasöiden myötä: loppusyksyllä sitä ei enää tapahdu päivälläkään, vaikka lämpötila nousisi yli 0-asteen. Kuvassa (alla) näkyy hyvin nettofotosynteesin optimin alenevan heinkuustä syyskuulle siirryttäessä. Monet sammalet ja jäkälät yhteyttävät kuitenkin hyvinkin alhaisissa lämpötiloissa ja kykynevät myös nopeasti mukautumaan lämpötilan muutoksiin.
Juuret eivät yleensä karaistu yhtä syvään talvilepoon kuin maanpäälliset osat. Juurten talveentuminen ei myöskään näytä riippuvan päivän pituudesta. Juurten talveentumisesta on kuitenkin niukasti tietoja. Juuristo on yleensä kylmänarempi kuin kasvin maanpäälliset osat. Mutta juuristohan onkin turvassa pakkasilta, lumen ja humuskerroksen suojassa. Kts. kylmänkestävyys!
• Solutasolla tapahtuu monia muutoksia syksyllä...
On hyvin tärkeää, että solujen sisältö kykenee mukautumaan elinympäristön vuodenaikaisiin muutoksiin!
Kasvien jäätyminen alkaa soluvälien jäätyessä ensin, koska soluvälien nesteet ovat laimeampia (lähes vettä) kuin solujen sisässä olevat nesteet. Jääkiteiden muodostus eläviin soluihin on kohtalokasta, joten vapaata vettä pitää syksyllä poistaa soluista. Jos jääkiteet rikkovat kalvon, pääsee sen elintärkeä sisältö valumaan ulos - solu kuolee!
Solukalvojen biokemia muuttuu syksyllä sellaiseksi, että vettä poistuu solusta kalvon läpi, ja sisältö väkevöityy. Solukalvojen on myös estettävä veden pääsyä solun sisälle. Tämä merkitsee solukkojen kuivumista ja solusisällön väkevöitymistä talveksi. Lisää: Solukalvojen merkitys!
Kasvisoluissa tapahtuu talveentumisen aikana monia tärkeitä biokemiallisia muutoksia. "Talvigeenien" aktivoituessa hormonitoiminta muuttuu ja "talvientsyymejä" (isotsyymejä eli isoentsyymejä) muodostuu.
Syyspuoleen muutetaan soluissa olevaa tärkkelystä helppoliukoisiksi sokereiksi. Myös solujen aminohappokoostumuksessa tapahtuu muutoksia. Soluihin muodostuu ns. jäänestoaineita, joiden tehtävänä on lisätä solujen sisällön kylmänkestävyyttä. Lisää: Jäänestoaineet!
Maaperän ja kasvien ravinnetilanne vaikuttaa monin tavoin talveentumiseen. Varsinkin voimakas typpilannoitus syksyllä on vaarallista: kasvi saattaa sen turvin jatkaa kasvuaan liian pitkään valmistautumatta ajoissa talven tuloon. Taimitarhassa kasvatettujen metsäpuidenkin taimien kylmänkestävyys saattaa olla heikompi kuin luonnossa (karummissa olosuhteissa) kasvavien taimien.
Ilmeisesti myös kuivuus lisää monien kasvien kylmänkestävyyttä syyskesällä ja syksyllä. Luonnossamme ovat yleisiä kuivat, karut ja valoisat kangasmetsät (ja tunturipaljakat). Juuri sellaisilla paikoilla viihtyvät lukuisat hyvin kylmänkestävät luonnonkasvimme.
• Eräät pohjoisen kasvilajit "vaativat" talven kokemista...
Useille luonnonkasveillemme on aikojen kuluessa kehittynyt talvenkokemisen tarve (= vernalisaatio, keväistyminen). Talvenkokeminen = kylmässä olo/kylmäkäsittely. Lisää: Talvenkokemisen tarpeellisuus!
Aloittaaksen keväisen kasvun ne tarvitsevat ainakin muutaman viikon mittaisen kylmäkäsittelyn. Sama koskee monien kasvilajien siementen itämistä.
Talvilevon syvyys (ja kesto) vaihtelee lajikohtaisesti ja talven kylmyydestä riippuen.
'Talveen valmistautuminen/kasvit' päättyy tähän!
Täällä ovat muut talvehtimisen keinojen valinnat valinnat!
Tämän ruudun yläosasta (ympäristötekijöitä) saat muita talven osia!
Ruudun ylälaidasta pääset Päävalikkoon valitsemaan muita luontoaiheita!
