Helsingin yliopisto

Puu on mestari selviytymään äärimmäisessä kuivuudessa

21.4.2017 07:50 | Helsingin yliopisto

Jaa

Puiden äärioloissa selviytymisen ymmärtäminen auttaa ennustamaan puiden ja maailman metsien tulevaisuutta muuttuvassa ilmastossa, jossa kuivuuden on ennustettu lisääntyvän maailmanlaajuisesti. Helsingin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa osoitettiin puun selviävän kuivuudesta sekä kesällä että talvella sen omien biologisten ja fysiologisten toimintojensa avulla. Suomessa esiintyvistä havupuulajeista esimerkiksi mänty kestää hyvin kuivuutta, mutta varsinainen mestari on kataja.

Kuva: Lauri Lindfors.
Kuva: Lauri Lindfors.

Puut voivat kokea kuivuutta kesällä maan ollessa kuiva vedestä sateiden puuttuessa mutta myös talvella puiden ollessa jäässä. Talvella puiden kokema kuivuus johtuu jään kemiallisista ominaisuuksista. MMM Lauri Lindfors tarkastelee väitöskirjatyössään kuivuuden ja jäätymisen vaikutuksia puihin.

Puut koostuvat kuolleista ja elävistä soluista. Kuolleet osat antavat puille rakeenteelista tukea ja ne osallistuvat puun sisällä tapahtuvaan vedenkuljetukseen toimimalla vettä johtavana kanavina. Elävät solut puolestaan vastaavat puiden kasvusta ja säätelevät veden ja sokereiden kuljetusta puun latvuksen ja juurien välillä ja lisäksi niissä tapahtuu fotosynteesiä jonka ansiosta puut saavat sidottua auringon energiaa sokereiksi ilmakehän hiilidioksidin avulla. Puun kokema kuivuus vaikuttaa eri tavalla sen kuolleiden ja elävien solujen toimintaan. Lisäksi puulaji vaikuttaa suuresti puun kykyyn selviytyä kuivuudesta. Suomessa esiintyvistä havupuulajeista esimerkiksi mänty kestää hyvin kuivuutta, mutta varsinainen mestari on kataja.

Puu haluaa sisällään olevasta ilmasta eroon

Veden määrän vähetessä puissa niiden sisään alkaa kertyä ilmaa vettä johtaviin kanaviin. Ilma aiheuttaa tukoksia, josta seuraa että vedenkuljetus heikkenee koko puussa. Vedenkuljetuskyvyn heikkeneminen on ongelmista puille sillä se heikentää yleensäkin niissä tapahtuvien ainevirtojen sujuvuutta ja lehdissä tapahtuvaa fotosynteesiä. Tukoksia voi syntyä myös keväällä jos puiden sisällä sulavassa jäässä on paljon ilmataskuja. Lindfors osoitti tutkimuksessaan miten puiden rungosta tulee ulos hiilidioksidia puiden jäätymisen yhteydessä.

– Hiilidioksidin ulostulo viittaa siihen että puut pystyvät työntämään ulos ilmaa, jotta tukoksia vettä johtaviin kanaviin syntyisi vähemmän, ja veden kuljetus puiden sisällä toimisi paremmin keväällä, kertoo Lindfors.

Vesitaskut ovat puun pelastus

Kuivuus vaikuttaa suoraan elävien solujen toimintaan. Elävien solujen kärsiessä kuivuutta puun kasvu hidastuu sekä fotosynteesin määrä vähenee jolloin puu saa entistä vähemmän energiaa. Puun kuivuminen saa aikaan myös solujen kutistumisen, jonka seurauksena koko puun rungon läpimitta voi kutistua joidenkin millimetrin kymmenesosien verran. Lindfors havaitsi, että lehtien elävissä soluissa tapahtuva fotosynteesi romahtaa nopeasti kymmenissä minuuteissa puiden kokiessa jäätymisen samalla kun puun läpimitta kutistui äkillisesti.

– Puut ovat sopeutuneet pohjolan kylmään talveen, eikä siksi tämänkään tyyppisestä rajun oloisesta jäätymisestä koidu niille yleensä vakavia vaurioita. Selviytyminen talvesta edellyttää kuitenkin että elävät solut ovat valmistautuneet talveen syksyn aikana, kertoo Lindfors.

Kesän kuivuuden osalta Lindfors osoittaa, että vaikka vedenkuljetus puiden sisällä heikentyisi ilmasta johtuvista tukoksista, pystyvät puut käyttämään myös vettä johtaviin kanaviin ilman keskelle saarroksiin jääneet vesitaskut hyväksi koska ilma työntää vettä pois kuivuvista puun osista muun muassa lehtiin, tuoden helpotusta niissä oleville eläville soluille. Tämä auttaa erityisesti suuria puita selviämään kesän kuivuusjaksoista.

Lindforsin tutkimustulosten ansiosta puiden toimintaa ja selviytymistä pystytään ymmärtämään paremmin äärimmäisissä kuivuusolosuhteissa.

MMM Lauri Lindfors väittelee 21.4.2017 kello 12 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Low apoplastic water potential in trees - dehydration stress on living cells and embolism in xylem". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Luentosali 186 D-talo (Latokartanonkaari 11).

Vastaväittäjänä on professori Gabriel Katul, Duke Yliopisto, ja kustoksena on professori Jaana Bäck. Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Forestales.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Lauri Lindfors, lauri.lindfors@helsinki.fi, puh. 02941 58150.

Kuvat

Kuva: Lauri Lindfors.
Kuva: Lauri Lindfors.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
PL 33
00014 Helsinki

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Julkaisija: tiedottaja Eeva Karmitsa, Helsingin yliopisto, puh. 02941 58461

Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta on uusiutuvien luonnonvarojen vastuullisen käytön asiantuntija Suomessa ja kansainvälisesti. Tieteenalamme ovat elintarvike-, maatalous-, metsä-, talous- ja ympäristötieteet.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista jo ennen kuin ne uutisoidaan? Kun tilaat tiedotteemme tältä julkaisijalta, saat ne sähköpostiisi yhtä aikaa suomalaisen median kanssa. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Hepatiitti E -virus on yleinen suomalaisilla sioilla, mutta ihmisten tartunnat ovat usein matkatuliaisia26.4.2017 07:50

Helsingin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa selvisi, että hepatiitti E -virus on mahdollinen ihmisten akuutin hepatiitin aiheuttaja Suomessa, etenkin potilailla, jotka ovat palanneet tiettyjen virustyyppien kotoperäisiltä alueilta. Hepatiitti E -viruksen todettiin olevan yleinen suomalaisilla sioilla, mutta tutkimuksessa ei ilmennyt yhtään eläimestä ihmiseen tarttunutta hepatiitti E -tartuntaa.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.Tutustu uutishuoneeseemme