Rostliny se nám v zimě zdají zcela bez života. A přesto ani v zimě, v největších mrazech, život úplně neopouští stromy a keře. V této době rostliny pouze odpočívají, akumulují sílu, aby s nástupem jara mohly odhodit okovy zimy. “To, co nazýváme snem přírody,” napsal S. Pokrovsky, “je pouze zvláštní forma života, plná hlubokého smyslu a významu.” Tato forma života rostlinných organismů se nazývá stav klidu. S příchodem podzimu všechny stromy kromě jehličnanů shazují listí. Příroda to poskytla z nějakého důvodu, protože všechny živé věci musí mít svou vlastní dobu odpočinku. Shazováním listů se stromy chrání před mrazem, což je velmi důležité. Jak jste si všimli, smrky, borovice a mnoho dalších evergreenů této čeledi lahodí oku zeleným jehličím po celý rok. U těchto rostlin je proudění mízy uspořádáno trochu jinak. Jehlice pichlavé jsou stejné listy upravené formy. Právě díky této struktuře po celý rok nezamrzají. Naopak sníh nebo tenká vrstva ledu pomáhá stromu přežít silné mrazy.
Ve stavu hlubokého klidu je metabolismus stromů a keřů v zimě prudce inhibován a viditelný růst se zastaví. Neznamená to však, že by se v něm všechny životní pochody úplně zastavily. Některé z nich odcházejí i během zimního klidu. Například škrob se přeměňuje na cukry a tuky, cukry se spotřebovávají při dýchání (i když jeho intenzita v zimě je 200-400krát menší než v létě). V této době také probíhají růstové procesy, které se však navenek neprojevují.
Schopnost vstoupit do klidového stavu byla vyvinuta u rostlin během evoluce – jde o důležité přizpůsobení periodickému nástupu nepříznivých vnějších podmínek. Stromy a keře upadají do stavu hlubokého klidu velmi brzy – když jim počasí, zdá se, ještě umožňuje normální růst. Signálem k odpočinku je pro ně zkrácení délky denního světla. Změny délky dne jsou vnímány listy a v případě jejich nepřítomnosti pupeny rostliny. Jak se dny zkracují, mění se poměr fytohormonů v rostlinách, které stimulují a inhibují růstové procesy. Listy zvyšují obsah nejdůležitějšího přírodního inhibitoru růstu – kyseliny abscisové, která inhibuje syntézu hydrolytických enzymů (amylázy, proteinázy a dalších) nezbytných pro otevírání pupenů, klíčení semen a další procesy rostlinné vegetace. Z listů se kyselina abscisová transportuje do ledvin a „uspí je“. Teplota také ovlivňuje přechod rostlin do klidového stavu. V přirozeném prostředí k poklesu teploty obvykle dochází právě v době, kdy se znatelně zkracuje denní světlo.
Rostliny, které jsou v zimě pokryté sněhem, nejsou pod jeho teplým kabátem tak chladné. Jak ale v zimě odolávají mrazu stromy a keře, jejichž holé větve prořezává zima? Proč jim neumírají poupata a výhonky? Odolnost rostlin vůči nízkým teplotám vzniká především vnitřními změnami buněk, a především změnami jejich chemického složení. Roli nemrznoucí směsi, látky snižující bod tuhnutí roztoků nacházejících se v buněčných vakuolách, hrají cukry: hromadí se v buněčné míze při přípravě rostliny na zimu. Cukry také plní důležitou ochrannou funkci v cytoplazmě: chrání její bílkoviny před koagulací (srážením) při poklesu teploty. Čím více cukrů rostliny nashromáždily ve svých buňkách, tím lépe jsou připraveny na nízké teploty.
Je dobře známo, že pokud ovocné stromy, jako jsou jabloně, plodí obzvláště hojně v létě, pak v zimě jsou méně mrazuvzdorné. Živiny se v tomto případě vynakládají hlavně na tvorbu plodů a málo cukru se ukládá jako rezerva. Není divu, že takové stromy snadněji vymrznou. Ty rostliny, které na podzim intenzivně rostly například v důsledku déletrvajícího teplého počasí nebo v důsledku vydatného hnojení dusíkem, také v zimě špatně snášejí mráz. Důvod je zde stejný: rostliny jsou špatně připraveny na zimu, jejich živiny byly využity pro růst vegetativních orgánů (stonky, listy) a nebyly skladovány jako rezervní sacharidy.
Mrazuvzdornost rostlin klesá a na jaře, kdy se cukry začínají využívat v životně důležitých procesech a mění se na jiné sloučeniny. Proto jsou jarní mrazíky pro rostliny tak nebezpečné, ačkoliv teplota nedosahuje úrovně zimních mrazů, které stromy a keře dobře snášely. Ale odolnost rostlin vůči mrazu se vysvětluje nejen hromaděním cukrů v jejich pletivech. Jak ukázaly studie našeho slavného rostlinného fyziologa, člena korespondenta Akademie věd I. I. Tumanova a jeho studentů, tvorba mrazuvzdornosti je složitý proces krok za krokem. Vlastnost mrazuvzdornosti se vytváří v procesu ontogeneze rostliny pod vlivem určitých podmínek prostředí v souladu s genotypem rostliny a je spojena s prudkým poklesem rychlosti růstu a přechodem rostliny do klidového stavu. Zvyšování mrazuvzdornosti rostlin úzce souvisí s otužováním – postupnou přípravou rostlin na působení nízkých zimních teplot. Otužování je reverzibilní fyziologická odolnost vůči nepříznivým vlivům prostředí.
Nízké teploty jsou pro některé stromy a keře v době vegetačního klidu prostě nezbytné: teprve po výrazném ochlazení (alespoň na 0°C po dobu 3-4 týdnů) mohou následně normálně pokračovat v růstu. To bylo známo ve starověku; například Plinius ve své „Přírodopise“ napsal: „Včasný nástup chladného počasí velmi přispívá k posílení stromů, které se pak výborně vyvíjejí, ale jinak, pokud je pohladí rakousko (teplé jižní větry), stanou se vyčerpaná, a to zejména v době květu.“
Stav zimního klidu je obdobím zvláště intenzivní činnosti tzv. výchovného pletiva neboli meristému, ze kterého vznikají nové buňky a pletiva. Jak u stálezelených stromů a keřů v zimě, tak u listnatých stromů se ve vegetativních pupenech tvoří rudimenty listů a v poupatech květní prvky. Bez toho by nadcházející přechod rostlinného organismu k aktivnímu životu na jaře prostě nebyl možný. Proto je u velkého množství rostlin a především u všech víceletých forem dormance předpokladem normálního růstu během vegetace.
Literatura:
Kandidát biologických věd V. I. Artamonov. Chemie a život č. 2, 1979, str. 36-39.
Materiál připravený mladším výzkumníkem FSBI “Státní přírodní rezervace “Khankaisky”
botanik Mazurok N.N.
Fotografie laskavě poskytli členové klastru Birds of Spassk
Lizunova I.V., Kuzněcovová V.A..
