Förvånansvärt lite är känt om hur träden anpassar sig till vintern

Hur kommer det sig att trädens löv blir gula och varför har träd olika taktiker inför vintern? Foto: Johan Lind /N

Att trädens löv blir gula eller röda under hösten vet de flesta, men det är anmärkningsvärt lite forskat om varför bladen byter färg och hur träden vet när det är höst. En av få forskare i världen som ägnat sig åt dessa frågor är Stefan Jansson, genetiker vid Umeå universitet och professor i växters cell- och molekylärbiologi.

En anledning till att det inte forskas speciellt mycket på trädens strategier inför hösten är att det kan vara ganska frustrerande och tidsödande.

– Vi kan i stort sett bara göra ett experiment per år, berättar Stefan Jansson, som hittills framför allt forskat på aspar. Misslyckas vi är det bara att vänta till samma period nästa år. Därför är det nästan ingen annan som är så dum att de forskar på detta.

Höstlöv i olika nyanser. Foto: Erik Hansson

Man kan tycka att det borde räcka att bara skriva ner i en kalender när man ser att trädkronorna blir gula, men så enkelt är det inte. När bladen ser gula ut har nedbrytningen av klorofyllet redan pågått ett tag. Stefan Jansson och hans kollegor mäter noga bladens absorbans av ljus för att få ett exakt värde på hur mycket klorofyll som finns kvar i bladet och därmed precis vilken dag träden inledde förberedelserna inför hösten.

Systemen i träden som hanterar dessa funktioner är ganska komplicerade, men på en grundläggande nivå är det ett väldigt tacksamt ämne att berätta för andra om, berättar Stefan Jansson. Det är också en bra ingång för att få folk intresserade av växter och träd.

– Få bryr sig väl om fotosyntesen, men alla bryr sig om varför träden blir gula, som han uttrycker det.

Även om det inte forskats så mycket om trädens växlande färger så kan förklaringarna till märkliga fenomen ibland vara ganska enkla. I närheten av Stefan Janssons bostad i Umeå växer björkar. Så sent som i oktober, när det ofta redan är snö på marken, har några av björkträden fortfarande sina gröna löv. Detta var något som fascinerade folk i Umeå och blev även omskrivet i media för ett tjugotal år sedan. Det spekulerades bland annat att det skulle vara Tjernobyl som påverkade träden.

– Vi visste att förklaringen var en annan. Det fanns en tid på sjuttiotalet då det tydligen var billigare för kommunen att köpa in björkar från Polen än att hämta från närområdet. De polska träden i “Björkarnas stad” fattar inte när hösten kommer till Sverige. De agerar som om de fortfarande växer i Polen och är därför gröna när andra björkar i området är gula eller har tappat sina blad, berättar Stefan Jansson.

Björkar om hösten. Foto: Neal0892, CC BY-SA 4.0.

I stadens allé slipper dessa björkar konkurrens. Hade de växt i skogen hade de troligen blivit utkonkurrerade av björkar som är bättre lämpade att klara klimatet i Umeå, men i en prydlig rad inne i en stad klarar sig vissa av de polska björkarna sig, medan vissa dog efter några år.

Det är också växtplatsen som gör att fjällbjörkar är så krokiga. Uppe i fjällen drabbas de hårt av frostskador på vintern och blir då krumma och knotiga. Hade de istället växt i exempelvis Stockholm skulle de bli betydligt rakare och större.

Så till den stora frågan – hur vet träden att det är höst och när de måste börja anpassa sig till vintern?

– Den viktigaste faktorn för de flesta nordliga träden är dagsljuset. Det är när dagarna blir kortare som träden gör sig redo inför vintern. Det är för träd i norra Sveriges skogar en viktigare faktor än temperaturen. Vid en lång varm höst skulle man kunna tänka sig att det vore bra att vänta länge med att börja bryta ned klorofyllet, berättar Stefan Jansson, men så fungerar träden inte riktigt.

När väl klorofyllet börjat brytas ned varierar hastigheten med temperaturen. Under kyliga höstar går det snabbt för trädens blad att gulna och tappas. Varma höstar kan däremot förändringarna vara utdragna.

Löv med höstfärger. Här har alltså träden sugit tillbaka mycket av näringen från löven och brutit ned klorofyllet. Foto: Johan Lind /N

En annan viktig faktor för alla träd och växter är att de ständigt begränsas i ekosystemen av kvävetillgången. Alla träd är egentligen anpassade till kvävebrist och de är vana att klara sig på minimalt med kväve, eller rättare sagt att utnyttja kvävet maximalt.

– Växter lever alltid med kvävebrist och de vill ständigt komma åt mer kväve. Kväve finns i proteiner, som bygger upp allt i träden, och 20 procent av alla proteiner i ett blad binder klorofyll, förklarar Stefan Jansson. För att komma åt detta kväve måste klorofyllet plockas bort och brytas ned.

När trädens löv går från grönt till gult beror det alltså på att träden suger tillbaka näringen från löven och samtidigt bryter ned klorofyllet som gör bladen gröna. Klorofyllet omvandlar ljuset till energi åt trädet men när fotosyntesen inte fungerar som den ska, eftersom proteinerna håller på att brytas ner, riskerar bladen att skadas. För säkerhets skull kan bladen därför även bli röda. Den röda färgen fungerar nämligen ungefär som en solskyddsfaktor som gör att en del av solljuset stoppas från att nå bladets inre.

Träden försöker året om ständigt utnyttja kvävet maximalt. Under hösten när träden fäller sina blad äts det kvarvarande kvävet i bladen upp av bakterier, svampar och daggmaskar och omvandlas till jord som innehåller nödvändigt kväve för att träden ska kunna få nya löv till våren. Det är dock inte säkert att det är trädet som tappade löven som kan tillgodose sig kvävet i jorden. Det beror exempelvis på om löven blåste iväg och om trädet har rötter där löven förmultnar.

Det här gäller framför allt träd på norra delen av jordklotet. Ju längre söderut träden växer desto mindre styrs de efter årscykeln. I vissa skogar vid Medelhavet kan det till exempel löna sig att ha blad på vintern om det kommer mer nederbörd då.

Det är också framför allt träd så som aspar, björkar och lönnar som använder de här taktikerna. Andra träd har andra metoder för att klara årets prövningar så bra som möjligt. Äppelträds klorofyllnedbrytning verkar till exempel att styras av att temperaturen sjunker, snarare än att dagsljuset ändras.

En annan, unik metod använder alarna. De har ingen kvävebrist eftersom de lever i symbios med en kvävefixerade bakterie (Frankia), en betydande del av alarnas fotosyntes går till bakterien som i ersättning ger trädet kväve. För alarna blir det därför effektivare att växa längre på hösten. Eller som Stefan Jansson uttrycker det: “de kör så det ryker tills det blir frost”. Om inte alen skulle fälla bladen när det kommer frost skulle risken öka att den skadas. Blad gör nämligen att vinden tar tag i trädet lättare och ökar även risken för att snö ska knäcka grenar.

Man bör också komma ihåg att precis som människor är träd individer. Faktum är att exempelvis aspar, som kanske kan tyckas se ungefär likadana ut, är väldigt mycket mer varierade än oss människor. Två människors gener skiljer sig bara ungefär 0,1 procent från varandra. Hos aspen är skillnaden upp till en procent mellan två individer – lika mycket som mellan en människa och en schimpans.

Den här stora skillnaden gör att träd beter sig olika. De gulnar till exempel olika fort. Så två träd av samma art som växer bredvid varandra och har olika färg på bladen beror det alltså på att de har olika gener, en asp som har gener som mer liknar aspar som kommer längre söderifrån har en annan årscykel.

Trots att så lite är känt om andra träds årscykler har Stefan Jansson inga planer att sluta forska på sina aspar i Umeå.

– Vi begriper fortfarande inte riktigt hur aspar fungerar och vi vill försöka förstå mekanismerna. Om vi skulle byta till något annat träd skulle vi nästan behöva börja om från början. Det kommer nog bli forskning på aspar de närmaste tio åren i alla fall, avslutar han.

Natursidan.se har beviljats stöd av Forskningsrådet Formas genom Erik Hanssons, Johan Linds och Marie Mattssons projekt ”Forskning om natur för alla”. Det här är en artikel inom detta projekt. Läs alla våra artiklar i serien via den här länken.