How do trees adjust water-conducting cells with distance from the treetop – possible effects of growing conditions on hydraulic architecture
Held M. (2026). How do trees adjust water-conducting cells with distance from the treetop – possible effects of growing conditions on hydraulic architecture. https://doi.org/10.14214/df.392
Tiivistelmä
Puuaineen johtosolukoiden solut (putki- ja putkilosolut) kuljettavat vettä juurista lehtiin. Johtosolukon solujen seinät aiheuttavat vedenkuljetukselle vastusta, mikä kasvaa kuljetusmatkan kasvaessa. Tämän kompensoimiseksi, solujen koko kasvaa kun etäisyys puun latvasta kasvaa. Vesi kulkee johtosolukon solusta toiseen huokosten läpi. Tiedämme kuitenkin hyvin vähän huokosten skaalautumisesta kuljetusetäisyyden funktiona. Suuremmat kuljetussolut ja huokoset kuljettavat enemmän vettä, mutta ovat myös alttiimpia vedenkuljetuksen häiriöille. Puuaineen johtosolukon solujen muodostuminen on myös herkkä ympäristöolosuhteille, ja kasvuolosuhteet voivatkin vaikuttaa solujen lukumäärään ja kokoon.
Tämän väitöskirjan tavoitteena oli a) kuvata puun sisäistä vaihtelua ja koordinaatiota johtosolukon solujen ja niiden välisten huokosten koossa ja erityisesti niiden skaalautumista kuljetusetäisyyden funktiona, b) tutkia lajien välisiä eroja, ja c) ymmärtää paremmin ympäristöolosuhteiden vaikutuksia solujen muodostumisen eri vaiheiden ajoitukseen sekä solujen ja huokosten kokoon.
Analysoimme solujen ja huokosten ominaisuuksia rinnankorkeudella puun poikkileikkauksen ytimestä pintaan ja puun latvasta isoihin juuriin poikkileikkauksen uloimmissa vuosirenkaissa männyssä, kuusessa ja rauduskoivussa erilaisilla kasvupaikoilla. Analysoimme myös putkisolujen muodostumisen eri vaiheiden ajoitusta männyllä ja kuusella eri leveysasteilla. Käytimme valo- ja pyyhkäisyelektronimikroskopiaa solujen ja niiden huokosten tutkimiseen.
Sekä johtosolukon solujen että huokosten koko skaalautui etäisyyden funktiona puun latvasta, mikä viittaa siihen, että näiden rakenteiden koordinaatio puun sisällä on tärkeää sekä havu- että lehtipuille. Rakenteiden skaalaus, mutta ei koordinaatio, poikkesi juurissa. Havupuiden huokosten toiminnalliset ominaisuudet erosivat tutkituilla kasvupaikoilla ja lajeilla, mikä viittaa siihen, että toruksen ja huokosaukon suhteellinen koko voi olla erityisen tärkeä hydrauliselle turvallisuudelle. Alemmat leveysasteet ja lämpimämmät vuodet mahdollistivat pidempikestoiset johtosolukon solujen muodostumisvaiheet ja suuremman putkisolujen määrän. Näin ollen ilmastonmuutos saattaa lisätä puuntuotantoa boreaalisissa metsissä, kunnes jokin muu tekijä kuin lämpötila tulee kasvua rajoittavaksi tekijäksi.
Avainsanat
Picea abies;
Pinus sylvestris;
Betula pendula;
johtosolukon huokoset;
puun muodostuminen;
ksyleemin johtosolukot
-
Held,
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
https://orcid.org/0000-0001-5555-1385
Sähköposti
magdalena.held@helsinki.fi
Julkaistu 8.5.2026
Katselukerrat 63
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.392 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Held M, Ganthaler A, Lintunen A, Oberhuber W, Mayr S (2021) Tracheid and pit dimensions hardly
vary in the xylem of Pinus sylvestris under contrasting growing conditions. Frontiers in Plant Science 12, article id 786593.
https://doi.org/10.3389/fpls.2021.786593
Held M, Jyske T, Lintunen A (2026) Conduit and pit dimensions scale in a coordinated way from
the treetop to coarse roots in three boreal tree species. Tree physiology 46(2), article id tpag003.
https://doi.org/10.1093/treephys/tpag003
Held M, Lintunen A, Jyske T, Mäkinen H. Duration of wood formation phases in Scots pine and Norway
spruce lengthens towards the south in Nordic countries. Manuscript.
