אורן מפותל מוגדר ברשימה האדומה של IUCN כ"ללא חשש" ("Lower Risk / Least Concern").
מורפולוגיה.
התיאור להלן הוא כללי, לתיאור ההבדלים בין תת-המינים ראו בהמשך.
צורה.
אורן מפותל גדל, כתלות בתת-המין, כשיח או כעץ ירוק-עד. השיח הוא בדרך כלל רחב ומפותל בגובה שבין מטר לשלושה מטרים. צורת העץ היא של גזע דק בעל נוף צר המגיע לגובה שבין 40 ל-50 מטרים ולקוטר של 60–80 סנטימטרים בגובה חזה, לעיתים רחוקות עד שני מטרים. תת-המין "latifolia" הוא הגבוה ביותר. נוף העץ מעוגל וצמרת העץ שטוחה. ביערות צפופים, יש לעץ נוף חרוטי צר. עצים בעלי גזע כפול נפוצים בכמה אוכלוסיות בקולומביה הבריטית. הענפים הגמישים צומחים אנכית או אופקית וקשה לשבור אותם. הענפים מכוסים בנצרים קצרים שקל לנתק.
מערכת השורשים.
בתנאי קרקע אופטימליים מייצר האורן המפותל מערכת שורשים בצורת לב עם שורש שיפודי מרכזי ויונקות. אם הצמיחה לעומק אינה אפשרית מערכת השורשים גדלה לרוחב, והעץ אז רגיש מאוד לרוחות. כשהשורשים האנכיים מגיעים לשכבת מי תהום או לשכבה בלתי חדירה הם מתחילים להתפשט בצורה אופקית. בסביבתם הטבעית בדרום מערב קנדה וארצות הברית מקיימים השורשים אקסומיקוריזה עם מין הפטרייה "Tricholoma magnivelare" ועם מין הפטרייה "Suillus tomentosus" במטרה להבטיח אספקה של מינרלים לשורשים. "Suillus tomentosus" יוצרת סביב השורשים מבנה מיוחד המכונה tuberculate ectomycorrhizae. הוכח כי מבנים אלו הם משכן לריכוזים של חיידקים מקבעי חנקן התורמים כמות משמעותית של חנקן לצמיחת האורן ומאפשרים לו ליישב קרקעות עניות בחומרי מזון. באירופה, לשם יובא העץ לצורכי נוי, הצליחו ליצור מיקוריזה בין האורן לכמה מיני פטריות ובהם אורנייה מצויה.
קליפה.
הקליפה חלקה או מחוספסת, עובייה עד 20 מילימטרים וגונה חום-אדמדם עד חום כהה. בעצים זקנים היא מתפוררת ללוחיות וקשקשים קטנים. הקליפה של ענפים צעירים חלקה בגוון ירוק עד צהוב-חום, ואחר כך צהוב. בשנה השנייה הצבע מתחלף לכתום ולחום.
מחטים וניצנים.
הגוון של ניצני הצמיחה הוא חום-אדמדם ואורכם בין 20 ל-30 מילימטרים. קצה הניצן מחודד, ומסובב במקצת, ועשיר בשרף. הצמיחה באביב מתחילה בתחילת אפריל והגידול השנתי מסתיים בתחילת יולי. העלים הם מחטים קשיחות בגוון ירוק כהה עד ירוק צהוב מבריק, באורך בין 4 ל-8 סנטימטרים ובעובי בין 0.9 ל-2 מילימטרים. קצה המחט קהה עד משונן. המחטים גדלות באגדים, כשבכל אגד יש שתי מחטים, תכונה הייחודית למין אורן זה ולאורן בנקס ("Pinus banksiana"). האגדים מסודרים חליפות על הענף בכיוון הגדילה, כשהמקבצים הצפופים ביותר נמצאים לקראת סוף הענפים. אורך החיים של המחטים בין ארבע לשש שנים בממוצע, כשהמקסימום הוא 13 שנים.
אצטרובלים וזרעים.
אורן מפותל הוא עץ חד ביתי, ומגיע לבגרות מינית בהיותו בין גיל חמש לגיל עשר. צבע האצטרובל הזכרי המכיל את האבקה הוא צהבהב עד כתום-אדום וצורתו, גלילית עד סגלגלה. אורכו בין 5 ל-15 מילימטרים, והוא צומח במקבצים צפופים בבסיס של ענפים בני שנה בתחתית הנוף של העץ. הגודל הממוצע של גרגירי האבקה הוא 42.5 מיקרון ותקופת הפריחה משתנה בהתאם לאקלים המקומי, בין אמצע מאי לאמצע יולי. צבעם של האצטרובלים הנקביים תחילה ירוק ולאחר ההבשלה חום-אדום בהיר מבריק, וצורתם סגלגלה. אורכם בין 3 ל-6 סנטימטרים, ורוחבם בין 2 ל-3 סנטימטרים. צורת הקשקשים אינה סימטרית מכיוון שהפטוטרת של האצטרובל מתכופפת לאחר ההפריה והקשקשים של האצטרובל מתפתחים יותר בצד המואר. הקשקשים קוצניים, דקים באורך 12 עד 18 מילימטרים וברוחב 6 עד 9 מילימטרים. האצטרובלים צומחים בזוגות או בדור, ומשקלם משתנה בהתאם לתת-המין.
האצטרובלים מבשילים 16 עד 20 חודשים אחרי ההפריה בין אוגוסט לאוקטובר בשנה שלאחר ההפריה. חלק מהאצטרובלים נפתחים, חלקם נופל לארץ וחלק מהאצטרובלים הם אפילים (סרוטוניים serotinous), שנשארים סגורים על העץ במשך שנים רבות, עד שפורצת שרפת יער. החום הרב של השרפה מתיך את השרף שבין קשקשי האצטרובל, ואחרי השרפה ישנו שחרור מאסיבי של זרעים אל הקרקע. זרעים נובטים בבת אחת עם רדת הגשמים הראשונים לאחר השרפה. אחוז האצטרובלים מסוג זה משתנה תלוי בתת-המין והוכח מתאם בינו לבין כמות השריפות ותקיפת העץ על ידי חיפושיות באזור.
בכל אצטרובל יש בין זרע אחד ל-50 זרעים מכונפים ברי קיימא. גונם של הזרעים חום-אדמדם מנומר בכתמים כהים, ואורכם בין 3 ל-5 מילימטרים, בין זרעי האורן הקטנים ביותר. לכל זרע צמודה כנף באורך 8–14 מילימטרים וברוחב 4.5 מילימטרים. משקלם של אלף זרעים הוא בין 2 ל-11.4 גרם, כשהזרעים הכבדים ביותר הם של תת-המין "murrayana". ככל שעולים צפונה הזרעים נעשים קטנים יותר וקלים יותר. לאחר שהאצטרובל נפתח הזרעים נושרים במהירות בין 60 ל-80 סנטימטרים לשנייה לקרקע ומתפשטים ברדיוס של כ-60 מטרים, ובמקרים יוצאי דופן עד 300 מטרים מעץ האם. כתלות בתת-המין צומחים מהנבט בין שלושה לשישה פסיגים.
תת-מינים.
לאורן מפותל יש שלושה תת-מינים מוכרים, כשאחד מהם נחלק לשני זנים, ולעיתים מתייחסים אל תת-המינים כזנים.
אקולוגיה.
אורן מפותל הוא חלק מחבורות צמחים שונות רבות. במערב אמריקה הצפונית הוא מיוצג ב-27 מתוך 55 סוגי יערות שונים בתדירות משתנה. בנוסף, לעיתים קרובות הוא גדל בחורשות הכוללות אותו בלבד משום שהוא אינו סובל מיני עצים מתחרים והוא שייך לחברת החלוץ לאחר שריפות יער. תת-המין "Bolanderi" יוצר יערות ננסיים יחד עם מין הברוש "Cupressus pygmaea" ועם מין האורן "Pinus muricata". תת-המין "Latifolia" יוצר יערות מחטניים הרריים עם אשוח תת-אלפיני ("Abies lasiocarpa"), אשוחית אנגלמן ("Picea engelmannii"), אורן לבן-קליפה ("Pinus albicaulis") ומיני אורן אחרים. תת-המין "Murrayana" יוצר יערות אשוח הררי עם אשוח אדום ("Abies magnifica") ויערות אורן תת-אלפיניים עם מיני אורן אחרים. אבל הוא גם צומח בשטחים פתוחים או בחורשות של תת-מין זה בלבד. בגבהים בינוניים יוצר האורן המפותל חורשות מעורבות עם אשוח ענק ("Abies grandis"), ארזית מערבית ("Larix occidentalis"), אורן הסוכר ("Pinus lambertiana"), אורן לבן מערבי ("Pinus monticola") ואשוח דאגלס ("Pseudotsuga menziesii"). ביוקון הוא יוצר חורשות מעורבות על אזורי שרפה לשעבר יחד עם אשוחית לבנה ("Picea glauca") ואשוחית שחורה ("Picea mariana"). באתרים ביצתיים למחצה הוא יוצר חורשות מעורבות עם ארזית מזרחית ("Larix laricina"), צפצפה בלסמית ("Populus balsamifera") וצפצפה רעדנית ("Populus tremuloides").
אורן מפותל הוא מין התלוי בהתפרצות שריפות ושרפות יער חיוניות על מנת לשמר אוכלוסיות בריאות של העץ בגילאים שונים. קליפת הגזע של האורן המפותל דקה למדי, ואינה מגינה על העץ מאש, אבל האש גורמת לאצטרובלים האפילים להיפתח ולשחרר את הזרעים, ובכך מאפשרת למין להתחדש ולשמר את מקומו בבית הגידול של היער.
אמצעים שנועדו לדכא אש פוגעים באקולוגיה מבוססת שריפות זו. החורשות מאוכלסות בצפיפות גדולה שהעצים מתחרים ביניהם, וחלקם מת כשהוא עדיין זקוף. עצים מתים עומדים יכולים לשמש כסולם עבור האש לטפס לצמרת של עצים חיים. כשאש מגיעה לצמרות העצים היא מסוגלת לקפץ מעץ לעץ והופכת לבלתי ניתנת לעצירה.
משטר האש הטבעי עבור מין זה נקבע על ידי האקלים. שריפות מתרחשות בדרך כלל אחרי תקופות של בצורת. אורן מפותל גדל בחלק העליון של ההרים עד האזור התת-אלפיני. סוגי יערות אלו זוכים למשקעים רבים בצורת שלג בחורף בשל הגובה בו הם גדלים. הצפיפות גם מונעת יצירת תת-יער, כך שבסך הכול הסיכוי לשרפה בפני השטח בלבד נמוך למדי. לכן, במין זה השריפות נדירות אבל עזות במיוחד.
איומים.
איומים בשל מזג האוויר.
הנבטים רגישים לבצורת ולטמפרטורות קרקע גבוהות. בשנתם השנייה פוחת סיכון זה בשל התפתחות מערכת השורשים והיכולת לסגור את הפיוניות במחטים והקטנת ההתאיידות במצבים של מחסור במים.
במדרונות המזרחיים של הרי הרוקי הקנדיים בגבהים שבין 1,000 ל-1,500 מטרים מתרחשת לעיתים תופעה המכונה "חגורה אדומה" (Red belt). היא מתרחשת כשרוחות צ'ינוק חמות מתחלפות ברוחות ארקטיות קרות. שינוי פתאומי זה גורם למחטים להיצבע באדום ולמות.
באזורים שבהם מערכת השורשים מתפתחת לרוחב בגלל שכבת קרקע בלתי חדירה או מי תהום גבוהים המין מצוי בסכנה של נפילה בשל רוחות עזות. בחורשות צפופות עלולים עצים להישבר במקרים שמצטבר שלג רב עליהם.
מחקר שנחשף בשנת 2011 הגיע למסקנה שתפוצת המין אורן מפותל תצטמצם בצורה משמעותית בשלהי המאה ה-21 בגלל שינוי האקלים.
איומים ביולוגיים.
הפתוגן החשוב ביותר הוא דבקון אמריקני ננסי ("Arceuthobium americanum"), מין דבקון שחי כטפיל על ענפי העץ. הידבקות בטפיל זה מחלישה את האורן פוגעת באיכות העצה ומקטינה את אורך חייו. דבקון זה תוקף בעיקר את תת-המין "Latifolia" ומשמעותית פחות את תת-המין "Contorta". מידת ההידבקות תלויה גם בשריפות יער. ככל ששכיחות השריפות גדולה יותר כך נדבקים פחות עצים בדבקון הננסי.