Mióta télállók a kaktuszok?

A fagytűrés a növényre jellemző, genetikailag öröklődő élet­tani sajátosság, amely nem vagy csak egészen kis mértékben befolyásolható új környezettel, „fokozatos szoktatással”. Ahhoz, hogy egy fagyérzékeny növénycsoportból fagytűrő faj váljon ki, mai tudásunk szerint vegetációtörténeti időlépték szükséges; évmilliók fokozatos klímahatása.

A fagyással és a fagyhalállal kapcsolatosan az ember már évszázadok óta gyűjti a tapasztalatokat, hisz a fagy határt szabott a számára létszükségletet jelentő növények meghono­sításának és így a természeti erőkkel dacoló emberi kultúra, lépten-nyomon szembekerült a fagy pusztító erejével, a faggyal mint klímahatárral.

A fagyhalált sokáig egyszerűen a megfagyott víz térfogat­növekedésével magyarázták: a sejtben megfagyott víz szét­repeszti a sejteket és a szöveteket. Ez az elképzelés nagyon régi és Bobarttól származik, 1684-ből. Nagyon is logikusnak látszó elméletét először a múlt században Schöbler német botanikus kezdte cáfolni, mondván, hogy a vékony növények a fagy hatásától sohasem hasadnak meg, csak a vastagok, holott azok nyilvánvalóan, jobban átfagynak. Arra gyanakodott, hogy a fagyhatás talán nem kifejezetten fizikai úton pusztítja el a növényt. Felvetődött az az elképzelés is, hogy a fagytűrő növények olajszerű anyagokat vagy más, expanziót - kitá­gulást - tűrő anyagot tartalmazhatnak. Ezt az elgondolást vallotta Reum növényfiziológus még 1835-ben is. A legtovább fennmaradó elgondolás szerint a növény lényegében vízvesz­téssel pusztul el, éspedig úgy, hogy a fagy szétroncsolja a sej­teket, a víz kikerül a szövetekből és elvész a növény számára.

Az azonban nyilvánvalónak tűnt, hogy nem minden esetben járhat együtt a fagyhalál ilyen sejtroncsolással, hiszen Göppert már 1830-ban megállapította, hogy az elpusztult, megfagyott szövetek sejtjei épek maradtak, és hogy a sejtfal sokkal rugal­masabb, semhogy a benne levő csekély víz, ill. jégkristály feszí­tőereje azt szétrepessze. Nageli pl. egyszerű, szellemes módszer­rel igazolta ez utóbbi feltevést: megfagyott Spirogyra moszato­kat glicerinbe helyezett, és attól a növény szövetei összeestek, bizonyítva, hogy a glicerin nem tudott behatolni a sejtekbe, te­hát azok féligáteresztő (szemipermeábilis) hártyája működött. Így jutott el a fagyással kapcsolatos elképzelések sora után a tudomány arra a megállapításra, hogy a megfagyott szövetek nem tágulnak ki a fagy hatására, hanem épp ellenkezőleg, összehúzódnak. A víz fokozatosan kivándorol a sejt közötti járatokba, ahol egyre híznak a jégkristályok. A felolvadáskor pedig a víz könnyen és gyorsan elpárolog s a növény így való­sággal száradásos halállal pusztul el.

Természetesen a valóságban a fagy hatása sokkal bonyolul­tabb fiziológiai jelenségekkel párosul, s így a fagytűrő képesség is komplex, genetikai alapokon nyugvó fiziológiai tulajdonság. A fagyhoz alkalmazkodott növények sejtjeiben bonyolult fo­lyamatok játszódnak le: miközben felkészülnek a nyugalmi ál­lapotra, sejtalkotóik átcsoportosulnak, kristályok, keményítő­szemcsék képződnek a sejtben, a kloroplasztiszok csomókba tömörülnek, ill. dezorganizálódnak.

Közben szemmel látható jelenségként a levelek elsárgulnak vagy az örökzöldeknél meg­pirosodnak, veszítenek merevségükből - a kaktuszok pedig húsos szöveteikből a víz egy részét leadják, s így zsugorodás következik be. E zsugorodás és a sejtnedvek koncentrálódása azonban nem közvetlenül okozza a fagytűrést, hiszen az ilyen zsugorodott sejtnedvű szövetek is megfagynak -5 °C alatt; fagytűrő képességük regenerálódóképességükben tér el a nem fagytűrő fajokétól. Ahhoz, hogy e képességek kialakuljanak a természetben, éppen olyan hosszú idő szükséges, mint a fajok egyéb alapvető tulajdonságainak -,,faji bélyegeinek” - kiala­kulásához. Joggal vetődik fel tehát a kérdés, vajon mikor ala­kultak ki a fagyérzékeny növényekből a fagytűrők? S ezzel kapcsolatban még több érdekes kérdés is felvetődik.

1. Miért élnek teljesen fagytűrő kaktuszok délen, olyan helye­ken, ahol a fagy gyakorlatilag elő sem fordul? Miért törpe ter­metűek, heverők ott, ahol a klíma nagy termetű fajok jelenlé­tét indokolná? - Miért heverők pl. Florida Opuntia drummon­diijai, O. pollardiijai, miért törpék a Mojave-sivatag O. basi­larisai? Mai területeiken fagy sohasem fordul elő, ill. jóval gyengébb, mint fagytűrő képességük!

2. Miért virágzik ki egy déliektől eltérő kaktuszflóra ott, ahol a déltől északra hatoló fajok már fokozatosan eltűnnek?

Mi az oka sajátos tulajdonságaiknak: a síkságon nem nyílnak, vagy csak nehezen virágoztathatók, humuszos talajt, gyakori szélsőségeket igényelnek ahhoz, hogy eredeti formájukban fennmaradjanak.

A válasz egyedül vegetációtörténeti magyarázattal adható meg.

Dr. Debreczy Zsolt

Fotó: Fotó: Dr. Debreczy Zsolt - Dr. Rácz István
Kapcsolódó cikk: Bogyós pálmaliliom (Yucca baccata)
Kapcsolódó link: Cylindropuntia imbricata (Törzses kaktusz)