Juttua varten haastateltiin myös erikoistutkija Risto Rikalaa Metsäntutkimuslaitoksen Suonenjoen tutkimusasemalta.
Mistä pihapihlajani tietää muuttua joka syksy samaan aikaan upean punaiseksi? Mihin sen vihreä väri katoaa? Miten kuusenneulaset kestävät yli 30 asteen talvipakkasen, kun yksi kevätkesän hallayö voi koitua niiden kohtaloksi?
Kaikki nämä kysymykset liittyvät kasvien talveentumiseen, tapahtumaan, joka on luonnossa parhaillaan menossa. Talveentumisella tarkoitetaan kasvien valmistautumista ankarimpaan vuodenaikaamme.
Valmistautuminen on aikaa vievää ja monimutkaista, onhan kyse elämästä ja kuolemasta. Jos pihlaja aloittaisi talveentumisen vasta ensimmäisenä pakkasyönä, hukka perisi kasviparan. Merkki talven lähestymisestä on saatava paljon aikaisemmin.
"Päivän lyheneminen on pohjoisille monivuotisille kasveille ensimmäinen signaali", erikoistutkija, dosentti Kari Taulavuori Oulun yliopistosta kertoo. "Esimerkiksi Oulun korkeudella talveentuminen alkaa elokuun alkupuoliskolla."
Ennen talveentumisen käynnistymistä pihlajan pituuskasvu on pysähtynyt ja sille on muodostunut päätesilmu, joka pysyy talven yli lepotilassa.
Kun päivänpituus on antanut ensimmäisen merkin, talveentumista alkaa säädellä myös lämpötila. Viilenevien säiden myötä kasvisoluissa tapahtuu kemiallisia muutoksia, joiden ansiosta kasvin kylmänkestävyys paranee.
"Mitä viileämpää on, sitä nopeammin karaistuminen tapahtuu", kasvien pakkaskestävyyttä paljon tutkinut Taulavuori selittää.
Kasvisolut
kuivuvat syksyllä
Kylmyys aiheuttaa kasvisoluissa Taulavuoren mukaan niin sanotun hapettavan stressitilan. Sitä vastustamaan soluihin kehittyy erilaisia pelkistäviä aineita, jotka lisäävät solukalvojen ja proteiinien vakautta.
Kasvisolujen sisältö ei kestä jääkiteiden muodostumista. Jäätymisen estämiseksi soluista poistuu syksyllä runsaasti vettä. Kun sisältö väkevöityy, se pysyy sulana pienessä pakkasessakin. Esimerkiksi havupuiden neulasista voi kesällä olla vettä jopa 80 prosenttia, mutta talveksi vesipitoisuus putoaa 50 prosenttiin.
Soluissa tarvitaan myös jäänestoaineita. Sellaisina toimivat muun muassa liukoiset sokeriyhdisteet, joita syntyy, kun kasvisoluissa olevat tärkkelysjyväset syksyllä hajotetaan.
Kasvupaikan kosteus- ja ravinneolot ovat mukana talveentumisprosessin hienosäädössä. Ravinteet vaikuttavat optimiperiaatteen mukaan: sekä liian suuret että liian pienet pitoisuudet heikentävät kasvia.
"Esimerkiksi kangasmaalla typpeä voi olla niin vähän, että pieni ravinnelisä parantaa pakkaskestävyyttä", Taulavuori kertoo tutkimusryhmänsä havainnoista.
Sen sijaan puutarhamaassa typpeä on yleensä enemmän kuin kasvit tarvitsevat, minkä vuoksi syksyistä typpilannoitusta kannattaa varoa. Ravinteen lisäys voi jatkaa silmujen kehitystä versoiksi, jolloin nämä kasvinosat paleltuvat.
Pihlajan ja muiden lehtipuiden sekä varpujen syksyinen väriloisto on talveentumisen sivutuote.
Päivän lyheneminen rytmittää ruskaa
Ruska syntyy, kun kuolevien lehtien klorofylli pilkotaan ja sen typpipitoiset ainesosat siirretään varastoon muun muassa oksien kärkiosiin ja silmuihin. Kun vihreä väri katoaa, lehtien muut väriaineet pääsevät esiin.
Keltainen sävy on peräisin värihiukkasten karotiinista ja ksantofyllistä. Pihlajan punastuminen puolestaan johtuu solunesteeseen liuenneista antosyaaneista. Koska tapahtuma on päivänpituuden rytmittämä, ruska leviää Utsjoen Lapista kohti Etelä-Suomea vuodesta toiseen suunnilleen samaan aikaan.
Vain lepillä on varaa tuhlailla ja pudottaa lehtensä vihreinä, sillä typpeä sitovien juurinystyräbakteeriensa ansiosta niillä ei ole pulaa tästä arvokkaasta ravinteesta.