A fák törzsének és ágainak jelentős részében víz található. Amennyiben télen egy vízzel teli üveget kint hagyunk tudjuk, mi történik majd kis időn belül: a víz megfagy, kitágul, és szétrepeszti azt ami körülveszi. A fák azonban nem ilyenek, ugyanis ők ennek ellenére is kibírják a januári mínusz húsz fokot is, és tavasszal ugyanúgy kihajtanak. A magyarázat az, hogy nem próbálják megakadályozni a fagyást, hanem megszabják, hol képződhet jég.
A fát valójában nem a jég öli meg, hanem az, ha a jég a sejtek belsejében keletkezik. A sejten belül kialakuló kristályok ugyanis szétroncsolják a hártyákat és a sejt finom szerkezetét. A sejtek közötti térben, a sejtfalakon kívül képződő jég viszont nem okoz ilyen kárt.
Ez is érdekelhetEgy sarkvidéki hegy mélyén őrzik az emberiség egyik legfontosabb tartalékát, több mint 1,4 millió minta van benneSejten kívüli fagyás
Ősszel, amikor rövidülnek a nappalok és megjönnek az első hűvös éjszakák, a fa edzeni kezd. A sejtekben a keményítő egy része cukorrá alakul, a sejtnedv besűrűsödik, és a sejthártyák is átalakulnak, hogy rugalmasabbak legyenek. A sűrű, cukros oldat nehezebben fagy meg, ugyanúgy, ahogy a sós víz is csak fagypont alatt kezd jegesedni. A juharfák édes nedve is, amelyből Észak-Amerikában a juharszirupot főzik, a fában elraktározott cukorból származik.
Amikor aztán a hőmérséklet fagypont alá süllyed, a jég először a sejtek közötti, hígabb vízben jelenik meg. Ez a jég magához vonzza a vizet a sejtek belsejéből, a sejtek pedig kissé összezsugorodnak, kiszáradnak. Minél több vizet veszítenek, annál töményebb lesz bennük a nedv, és annál nehezebben fagynak meg belülről. Ezt a folyamatot sejten kívüli fagyásnak nevezik, és a mérsékelt övi lombhullató fák többsége erre épít. A kiszáradás után a sejt akár hónapokig is kibírja ebben az állapotban, tavasszal pedig, amikor a jég felolvad, visszaszívja a vizet.
Vannak fafajták, amik másképp működnek
Ezeknek a fáknak ugyanis bizonyos sejtjeikben a víz fagypont alatt is folyékony marad, túlhűtött állapotban. Ez a trükk azonban csak nagyjából mínusz 40 fokig működik, ennél hidegebben a víz magától is jéggé válik. Ezért azok a fafajok, amelyek erre a trükkre építenek, nem élnek meg az igazán hideg, északi tájakon. Az Innsbrucki Egyetem kutatói 2019-ben 37 mérsékelt övi fás növény téli rügyeit vizsgálták meg. A fajok többségénél a rügyek jégmentesen, túlhűtve vészelték át a fagyot. Egy részüknél azonban mínusz 20 fok körül mégis megjelent bennük a jég, és ez a rügy pusztulását jelentette. Abban a négy fajban viszont, amelynek rügyeibe a jég azonnal behatolhatott, de csak a sejtek közé, a rügyek átlagosan mínusz 61,8 fokot is kibírtak.
A gyümölcsfákon ilyenkor keletkező fagykárt több jelről is fel lehet ismerni. A trópusi eredetű növények pedig ezt a felkészülést egyáltalán nem tudják, ezért egyes cserepes növényekkel egyetlen fagyos éjszaka is végezhet.
Amikor mégis reccsen a törzs
A téli erdőben hideg éjszakákon néha pisztolylövéshez hasonló durranásokat lehet hallani. Ilyenkor nem a fa belseje fagy szét, hanem a törzs hasad meg kívülről. Ha a hőmérséklet gyorsan zuhan, a kéreg és a külső farész gyorsabban hűl és húzódik össze, mint a melegebb belső rész, a feszültség pedig egy hosszanti repedésben enged utat. Ez a fagyrepedés. A seb nyáron beforrhat, de a következő kemény télen gyakran ugyanott nyílik fel újra, így évek alatt kidudorodó heg, úgynevezett fagyléc alakul ki rajta.
Vékony kérgű fákra a hideg veszélyes
Hiszen a vékony kérgű, fiatal fák nehezebben viselik a hideget, főleg a törzs déli és délnyugati oldalán. Késő télen a nap napközben erősen felmelegíti a sötét kérget, éjszaka pedig hirtelen jön a fagy. Ezt a nagy hőingást csökkenti a hagyományos fehér meszelés, amely visszaveri a napfényt. Hogy pontosan miért és mikor, arról korábban a fatörzs meszeléséről szóló cikkünkben írtunk részletesen.
Van egy kevésbé látványos, de a fák számára ugyanilyen komoly téli gond is. A törzs szállítóedényeiben megfagyó víz légbuborékokat enged ki magából, ugyanúgy, ahogy a fagyasztott jégkocka közepén is fehéres buborékok gyűlnek össze. Olvadáskor ezek a buborékok elzárhatják a vízszállító csöveket, és a fa ezekben az edényekben nem tud többé vizet felvinni a koronába.
Hogyan indul újra tavasszal?
A fák többsége egyszerűen új edényeket növeszt: tavasszal az évgyűrű első, tágas sejtjei veszik át a vízszállítást. Néhány faj azonban a régi csöveket is újra feltölti. A nyír és a szőlő tavasszal a gyökerében nyomást épít fel, és ez a nyomás felfelé préseli a vizet, kiszorítva a buborékokat. Ezért lehet kora tavasszal nyírvizet csapolni, és ezért könnyezik a szőlő, ha rügyfakadás előtt metszik: a vágás helyén a gyökérnyomás tolja ki a nedvet.
Kapcsolódó cikkeink
A télnek van még egy csendes veszélye, amely nem a hidegből, hanem a szárazságból fakad. Napos, szeles téli napokon az örökzöldek levele párologtat, a fagyott talajból viszont nem tudnak vizet felvenni. Ezért javasolják a kertészek, hogy decemberben, fagymentes napon az örökzöldeket is meg kell öntözni, mielőtt a föld tartósan megfagy.
A legtöbb fajta fa tehát kezelni képes a hideget és a vizet. Ősszel felkészülnek, télen a sejtjeik közé terelik a jeget, tavasszal pedig újraindítják a vízszállítást.
Források: SciShow: 3 Extreme Ways Trees Survive the Winter, Sakai: Survival of the Twig of Woody Plants at −196°C, Nature (1960), Neuner et al.: Frost Survival Mechanism of Vegetative Buds in Temperate Trees, Frontiers in Plant Science (2019), RHS: Frost damage, Penn State Extension: Silent Survivors, The Winter Life of Trees
