Botaniska Föreningen i Göteborg

Hur växterna möter hösten

Föredrag av Hans Ryberg den 27 september 2001

Föredraget avsåg att belysa de växtfysiologiska fenomen som ligger bakom växternas förmåga att märka höstens antåg och förbereda sig för den kommande vintern. Vi har de senaste dagarna kunnat se hur höstlöven faller ned från träden. Detta beror inte bara på stormigt väder, utan det rör sig om en ordnad process där träden aktivt förbereder sig för vintern. Träd och buskar måste vara beredda på en kall vinter; om det blir en sådan måste deras knoppar kunna tåla att frysa in i is utan att dö. Örterna däremot, vilka har sina övervintringsknoppar i eller under markytan är inte lika utsatta, åtminstone inte om det blir ett skyddande snötäcke. De flesta träd höstfärgas innan löven fälls, men det är olika färgprakt hos olika arter och under olika år. Vissa träd som ask fäller sina gulnande blad påfallande tidigt, andra som ek behåller däremot sina bruna löv länge. Lönnen får ofta speciellt vackra höstfärger, i synnerhet i inlandsklimat, där den kan lysa i rött och gult med vackra svarta “tjärfläckar”, orsakade av parasitsvampen Rhytisma acerinum. Alen däremot fäller sina löv gröna utan någon höstfärgning alls. Vad beror då dessa olika höstfärger på?

Om vi studerar anatomin hos ett blad i tvärsnitt ser vi att både på ovan- och undersidan finns ett hudlager (epidermis) med ett avdunstningsskyddande vaxlager (kutikula). Mellan dessa båda finns ledningsvävnaden (“bladnerverna”) och den fotosyntetiserande vävnaden (parenkymet) som under sommaren lyser grön av klorofyllet i kloroplasterna. Under hösten bryts klorofyllet ned i mindre molekyler vilka transporteras in i trädets inre delar. Vid denna nedbrytning lyser plötsligt de gula karotenoiderna fram. De fanns dock i bladet redan tidigare, membranbundna i kloroplasterna tillsammans med klorofyllet. De röda ämnen som ofta ger de vackraste färgerna är däremot i regel vattenlösliga flavonoider, vilka finns i cellernas vakuoler. Karotenoider och flavonoider är uppbyggda av enbart kol (C), väte (H) och syre (O), vilka ämnen “inte behöver sparas på”, medan däremot klorofyllet även innehåller kväve (N) och magnesium (Mg), av vilka i synnerhet kväve ofta är en bristvara. Alen lever dock i symbios med en strålsvamp som kan fixera luftens kväve, varför den “har råd” att fälla sina löv gröna; rättare borde man nog säga att den inte behöver slösa energi på att återvinna kvävet ur bladens klorofyll. Bladfällningen är en strikt kontrollerad process: när de viktiga näringsämnena har dragits in i trädet bildas ett avsnörningsskikt mellan bladfoten och skottet genom att vissa utvalda celler förslemmas. I samband därmed tätas även ledningsvävnaden igen.

Att de olika pigmenten för våra ögon har vissa färger beror på att de absorberar ljus av vissa våglängder men reflekterar andra. Klorofyll absorberar rött och blått ljus varför det ser grönt ut, b-karoten absorberar däremot nästan bara blått ljus och vi ser dess komplementärfärg: gult. De röda flavonoiderna är däremot inte några aktiva fotosyntespigment utan kanske att betrakta som en överskottsprodukt. Vid fotosyntesen bildas som bekant från koldioxid och vatten enkla sockerarter. I mera inlandsbetonat klimat med stor temperaturamplitud under dygnet kan det hända att en del av sockret inte hinner transporteras undan in i trädet på kvällen utan blir kvar i cellerna där det byggs om till flavonoider med röda till violetta färger. De nämnda omfärgningsfenomenen är dock inte begränsade till höstfärgning, liknande saker sker i blomknoppar när de övergår från att ha varit gröna till att bli vackert brokiga blommor.

I det föregående har vi utgått från att de gröna bladen omfärgas för att senare fällas. Detta gäller ju dock inte alla träd, en del arter har mera kraftigt byggda blad med avdunstningsnedsättande placering av klyvöppningarna, varför t.ex. tall och gran klarar av att övervintra med gröna barr. Det är ju dock inte bara bladen som utsätts för kylan och torkan under vintern, hur klarar sig stammen, grenarna och knopparna? Inne i ett levande träd leder den yttersta delen av veden (xylemet) vatten, medan innerbarken (floemet) leder socker och andra näringsämnen. Trädets årliga tillväxt, såväl av nya skott som av nya årsringar sker under vår och försommar och är avslutad strax efter midsommar. Därefter sker blott en upplagring av näring för nästa års tillväxt. De stora öppna vattenledande kärlen i veden skulle lätt kunna få svåra skador om vattnet i dem under vintern frös till is. De tätas därför igen under hösten med i dem inväxande “tyller”. Även de näringsledande silrören i innerbarken tätas genom att hålen i silplattorna fylls igen med kallos.

Den stora faran för växterna på vintern är som ovan framgått torkan, men även kylan i sig kan vara farlig genom att vid tillräckligt låga temperaturer iskristaller bildas inne i cellerna. Att det bildas is i utrymmena mellan cellerna (vilket sker redan vid mindre skarp frost) tål däremot de flesta av våra växter. Det är dock inte bara en fråga om att olika arter tål kyla olika bra, även samma växt tål kyla olika bra vid olika årstider. En frostknäpp om –5°C i början av september kan döda samma växt som i november tål –80°C. Detta beror på att de viktigaste levande strukturerna i cellerna, membranerna måste vara “lagom” halvflytande för att livsprocesserna skall kunna fortgå. När längre nätter “förvarnar” växten om att kylan kan vara på väg byts membranernas lipidinnehåll successivt ut så att det kommer att innehålla en högre andel av korta och omättade fettsyror, vilket i sin tur skulle ge högre rörlighet hos membranerna vid oförändrad temperatur, men ger “lagom” rörlighet vid fallande. Även proteiner i membranerna byts ut mot mera köldtåliga dito. Om membranerna skulle “stelna” medför detta att cellerna dör, därför kan en del tropiska växter “frysa ihjäl” även vid en temperatur av +5°C.

Men hur kan då växterna mäta att nätterna blir längre och att hösten nalkas? Jo, växterna har ett pigmentsystem, fytokromsystemet, med vars hjälp de (bland mycket annat) kan mäta nattens längd. (Inom parentes påpekar Hans att om det hade rört sig om medicin så hade upptäckten av fytokromsystemet säkerligen varit en given kandidat till ett nobelpris.) Fytokrom förekommer i två olika isomerer, fytokromR, som bildas av växten och är fysiologiskt inaktivt, men kan absorbera rött ljus och då omlagras till fytokromMR, som är den aktiva formen. Denna isomer omvandlas dock tillbaka till fytokromR, dels vid absorbtion av “mörkrött” ljus, dels spontant i mörker. Genom den senare processen kan växten mäta längden av natten: ju längre natt desto mindre del av fytokromet föreligger som fytokromMR och desto svagare fytokromverkan. Växter som växer i skuggan under träd strävar mot ljuset genom att de får mycket mera “mörkrött” än rött ljus (det senare absorberas ju av klorofyll i trädens löv). Eftersom fytokromMR hämmar längdtillväxten och sådana plantor får låga koncentrationer av denna form kommer de att växa snabbt. Således kan växterna med fytokromsystemet mäta såväl ljusets spektralfördelning som varaktighet (liksom även ljusstyrkan). Fytokrom förekommer i ytterligt låga koncentrationer i cellerna, men genom förstärkning via hormonella processer kan signalerna ändå få mycket genomgripande verkningar. Ett gott exempel på fytokromets lokala verkan kan vi beskåda hos träd som står intill en gatlykta. De blad som finns på grenar närmast ljuskällan behåller sin gröna färg längre och fälls senare än de på grenar längre bort. De “luras att tro” att hösten ännu inte har gått så långt.

Men hur kommer det sig att trädens vinterknoppar inte slår ut redan på sommaren? Jo, de innehåller ett vilohormon (abskisinsyra) i relativt höga halter. Inte förrän halterna har sjunkit tillräckligt mycket kan värme få knopparna att slå ut. Nedbrytningen av vilohormon sker delvis spontant, men långvarig vinterkyla leder till att hormonet bryts ned med ökad hastighet och ersätts med knoppväckande gibberellinsyra då det börjar våras. Något som vi väl alla redan längtar efter!

Vid den efterföljande frågestunden framkom bl.a. att fytokromsystemet styr växternas blomning också, liksom “det mesta för övrigt”. Vissa växter producerar klorofyll även i mörker, men hos de flesta reglerar fytokromsystemet även klorofyllsyntesen så att ingen “onödig” produktion sker i mörker. Längdtillväxten hos groddplantor gynnas däremot av mörker, fröet “tror” att det ligger för djupt i marken. Vad blomningen avser finns det både lång- och kortnattsväxter hos vilka blomningen induceras av förändringar i nattens längd, men även nattlängdsindifferenta och mera komplicerade som kort-lång- och lång-kortnattsväxter. Många växter från sydligare nejder som uppträder tillfälligt hos oss börjar inte blomma förrän på hösten, då nätterna blivit tillräckligt långa för att de skall “tro” sig igenkänna sina tropiska nätter. Därför kan det ofta vara svårt att bestämma t.ex. sydländska mållor på ruderatplatser, de hinner i regel inte sätta frö förrän frosten dödar dem även om sommaren varit både lång och varm. Liknande problem kan uppstå vid skogsodling om man flyttar träd längre sträckor i nord-sydlig riktning. En kort ljusblink mitt i natten kan vara tillräckligt för att upphäva den långa nattens verkningar; därför har man ofta lampor över sockerrörsfält vilka tänds en minut mitt i natten: detta förhindrar blomning. På samma sätt kan blixtarna vid nattliga oväder förhindra blomningen hos en del tropiska träd. Alltför rankiga växthus- och krukväxter kan fås att växa mindre på längden om man ofta rör vid dem; då bildas nämligen eten som bromsar längdtillväxten.


Detta är ett referat nedtecknat av föreningens sekreterare och sedan kontrollerat av föredragshållaren. De som trots det vill kommentera eventuella brister i innehållet bedes i första hand kontakta Botaniska Föreningen i Göteborg .

Tillbaka till andra föredrag


Botaniska föreningen i Göteborg