Puulla saattaakin olla sisäinen puntari

Puiden biomassasta suuri osa on maan pinnan yläpuolella. Miten puut pystyvät vahvistamaan runkoaan juuri sopivasti, jotta ne pysyvät pystyssä?

Tämän selvittämiseksi Helsingin yliopiston, Cambridgen yliopiston ja Luonnonvarakeskus Luken tutkijat kiinnittivät kasvihuoneessa kasvatettujen, kahden kuukauden ikäisten hieskoivujen (Betula pubescens) maanpinnan yläpuolisiin osiin painoja ja seurasivat puiden kehitystä.

Tutkijat huomasivat, että puut todellakin pystyivät kasvattamaan rungon paksuutta vastaamaan lisääntynyttä painoa. Paksuuskasvun voimakkuus vaihteli varren eri korkeuksilla. Jos puut tuettiin paikoilleen, niiden rungot eivät paksuuntuneet yhtä paljon kuin vapaasti kasvavien puiden.

Painoon reagoivaa geeniä haarukoidaan elimäkiläisen koivun avulla

Tutkimuksessa hyödynnettiin Suomesta löydettyä erikoista hieskoivua. Se kasvaa normaaliin tapaan elämänsä kolme ensimmäistä kuukautta, minkä jälkeen varsi yhtäkkiä taipuu aivan tyvestä, ja koko pikku puu kaatuu pitkin pituuttaan.

Tutkijat pystyivät osoittamaan, että löytöpaikkakuntansa mukaan elimäki-nimen saanutta mutaatiota kantavan puun nitkahtaminen johtuu siitä, ettei puu pysty kunnolla lisäämään varren paksuutta samassa suhteessa kuin latvuksen paino kasvaa. Muutos on nyt paikannettu yhteen kohtaan eli lokukseen koivun perimässä, ja mutatoituneen geenin tunnistus on seuraavana tutkijoiden tehtävälistalla.

Koivu on puumaailman mallikasvi

– Vaikka ajatus kasvien kyvystä aistia oma painonsa ja kasvattaa varren paksuutta sitä vastaavaksi kuulostaakin itsestäänselvältä, meidän tutkimuksemme on ensimmäinen, jossa tutkitaan tätä asiaa puilla, Juan Alonso-Serra Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisestä tiedekunnasta painottaa.

Koivua ei ole valittu mallipuuksi sattumalta tai vain suomalaisten mieliksi. Puiden kehittyminen kukkiviksi kestää yleensä vuosia tai jopa vuosikymmeniä, mutta sopivissa olosuhteissa koivu voidaan saada kukkimaan kasvihuoneessa jopa puolivuotiaana. Kukkiminen ja siementen tuottaminen eli seuraavan puusukupolven syntyminen on olennaista, kun tutkitaan perinnöllisiä ominaisuuksia.

Artikkeli:

Juan Alonso-Serra, Xueping Shi, Alexis Peaucelle, Pasi Rastas, Matthieu Bourdon, Juha Immanen, Junko Takahashi, Hanna Koivula, Gugan Eswaran, Sampo Muranen, Hanna Help, Olli-Pekka Smolander, Chang Su, Omid Safronov, Lorenz Gerber, Jarkko Salojärvi, Risto Hagqvist, Ari Pekka Mähönen, Ykä Helariutta, Kaisa Nieminen. ELIMÄKI locus is required for vertical proprioceptive response in birch trees. Current Biology  30.1.2020.

Katso video:

Kouvolan Elimäeltä löydetty koivumuoto ja tavallinen koivu kasvavat samalla tavalla noin kolmen kuukauden ikään saakka. Sen jälkeen elimäki-koivun runko ei enää jaksa kannatella latvusta, vaan koko pikkupuu kellistyy maahan. Koivun erikoismuodolta puuttuu kyky kasvattaa runkonsa paksuutta vastaamaan latvuksen lisääntyvää painoa.

Video