Mäntypuut ovat ikivihreitä, mikä tarkoittaa, että ne pitävät neulat ympäri vuoden. Tämä antaa ikivihreille edun lehtipuihin verrattuna, jotka menettävät lehdensä joka syksy. Männyn suvussa on 120 ikivihreää havupuuta (Pinus). Yksi erityinen mäntylaji, harjasjalkainen mänty, asuu Kalliovuorilla yhden yksilön, jonka uskotaan olevan yli 5000 vuotta vanha!
Lehtien rakenne
Joten mikä antaa näille mäntyille edun muihin puihin ja kasveihin verrattuna? Mäntyillä on muunnettuja lehtiä, joita kutsutaan "neuliksi". Männyille on ominaista tapa neulat on järjestetty nippuihin verrattuna kuusiin, joissa neulat on kiinnitetty suoraan haara. Ikivihreillä neuloilla on paksu ulompi pinnoite, jota kutsutaan kynsinauhaksi, jonka avulla ne voivat pitää enemmän vettä.
Tässä ulommassa pinnoitteessa on huokosia, joita kutsutaan "stomatiksi", jotka voivat avautua ja sulkeutua, jos kasvin täytyy säästää tai vapauttaa vettä. Tämä tarkoittaa, että neulat voivat auttaa mäntyjä elämään kuivemmassa ilmastossa, jossa veden suojelu on tärkeää.
Kloroplastit
Kasvisoluilla on monia erilaisia organelleja, jotka suorittavat kasvien selviytymisen kannalta välttämättömiä toimintoja. Yksi organellityyppi on kloroplasti, jonka paksuus on vain noin 0,001 mm! Kaksi pigmenttiä, klorofylli a ja klorofylli b, antaa kloroplastille vihreän värin, minkä vuoksi kasvien lehdet ovat vihreitä. Kloroplastit ovat energiaa tuottavia voimalaitoksia, jotka luovat ja varastoivat elintarvikkeita fotosynteesinä tunnetun prosessin avulla.
Fotosynteesi
Vihreät kasvit pystyvät fotosynteesin avulla ottamaan hiilidioksidia, vettä ja energiaa auringosta ja muuttamaan sen kemialliseksi energiaksi. Se muuntaa nämä yhdisteet hapeksi, joka vapautuu ilmakehään, ja orgaanisiksi aineiksi, kuten sokeriksi.
Suurin osa ekosysteemiemme läpi kulkevasta energiasta on alkanut auringosta. Kasvit fotosynteesivät saadakseen sokeria ja happea auringonvalosta, sitten eläimet syövät ja saavat energiaa kasveista, ja eläimet syövät muita eläimiä.
Mikä rajoittaa fotosynteesiä talvella ikivihreillä?
On monia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa fotosynteesin nopeuteen talvella ikivihreillä. Vähemmän valoa ja kylmempi lämpötila talvella rajoittavat fotosynteesiä. Mitä enemmän kevyitä ja lämpimämpiä lämpötiloja kasvi on, sitä tehokkaammin se tuottaa sokereita ja muita tuotteita käyttämällä aurinkoenergiaa. Kasvien terveys, ikä ja kukintatila voivat myös muuttaa prosessin nopeutta.
Hiilidioksidia tarvitaan hiilen lähteenä sokereiden ja muiden orgaanisten yhdisteiden muodostamiseksi. Mitä enemmän hiilidioksidia on saatavilla, sitä nopeammin fotosynteesireaktiot. Kun männyn neulojen stomatat avautuvat hiilidioksidin imeytymiseen, vesi hukkaantuu väistämättä näiden huokosten kautta.
Mineraalit voivat olla myös rajoittava tekijä fotosynteesissä. Typpi, fosfaatti, sulfaatti, rauta, kalsium ja magnesium ovat välttämättömiä kasvien proteiinien, DNA: n ja klorofyllin luomiseksi. Kasvit vaativat myös elementtejä, kuten mangaania, kuparia ja kloridia, jotta fotosynteesi onnistuu loppuun.
Fotosynteesi talvella
Koska ne pitävät neulojaan ympäri vuoden, talvella männyt pystyvät fotosyntetisoimaan! Tämä on suuri etu lehtiä menettäviin puihin verrattuna. Neuloilla on kuitenkin pieni pinta-ala, mikä tarkoittaa, että ne eivät pysty sieppaamaan niin paljon aurinkoenergiaa tähän prosessiin.
Pakkasolosuhteissa talven ikivihreiden puiden solujen väliin voi muodostua jäätä. Tämä voi johtaa kuivumiseen. Talvella kuivumisolosuhteissa stomat saattavat sulkeutua vähentämään puun vesihäviötä, vaikka tämä myös pysäyttäisi kaasunvaihdon ja rajoittaisi fotosynteesiä.
Talvella on omat haasteensa, kuten veden puute ja kylmät lämpötilat, ja nämä tekijät johtavat hidastuneeseen fotosynteesiin. Neulojen pitäminen koko vuoden ajan on kuitenkin etu mäntyille, etenkin pohjoisessa ilmastossa, jossa veden niukkuus ja kylmät lämpötilat voivat esiintyä.