Начальная школа

Русский язык

Литература

История

Биология

География

Математика

 

Поздним летом в лесах царит своеобразное настроение. Кроны сменили свою сочную зелень на размытые желто-зеленые краски. Кажется, что деревья все больше охватывает усталость, и они, обессилев, ждут конца утомительного сезона. Как нам после тяжелого трудового дня, им тоже предстоит заслуженный отдых.

Медведи уходят в зимнюю спячку, то же делает орешниковая соня. Но деревья? Существует ли для них вообще понятие покоя, сравнимое с нашим ночным сном? Бурый медведь отлично подходит для сравнения, потому что его стратегия очень сходна. Летом и в начале осени он наедает себе толстый жировой слой, чтобы с его помощью пережить зиму. Точно так же поступают наши деревья. Конечно, они не едят чернику или лосося, зато как следует заправляются солнцем и образуют с его помощью сахар и другие запасные вещества. Все это они, как и медведь, откладывают под кожей. Но поскольку деревья не могут толстеть (это делают только их «кости», то есть древесина), они заполняют питательными веществами свои ткани. И если медведь до самой спячки ест все, что попадается ему «под лапу», то деревья в один прекрасный момент наедаются досыта. Особенно хорошо это заметно уже с августа на дикой вишне или разных видах рябины. Хотя еще тепло, и до октября они могли бы использовать еще немало солнечных дней, они начинают краснеть. Это означает только одно – на этот год они прикрывают лавочку. Их запасные баки под корой и в корнях уже заполнены, разместить дополнительный сахар уже негде. Если медведь все еще ест и копит жир, то к этим видам уже заглянул песочный человечек. У большинства других видов запасные баки, видимо, побольше, так что они жадно и без пауз фотосинтезируют до первых сильных морозов. А уж тогда и они останавливаются, и всякая активность прекращается. Одна из причин – вода. Она должна быть жидкой, тогда дерево сможет работать.

Если «кровь» дерева замерзнет, ничего хорошего не жди, совсем наоборот. Если древесина слишком мокрая, она при промерзании может лопнуть, как водопроводные трубы. Поэтому большинство видов уже с июля начинает постепенно ограничивать поступление воды, а вместе с тем и свою активность. Однако полностью перестроиться на зимнюю жизнедеятельность они не могут. Во-первых, нужно (если речь идет не о родственниках вишни) использовать последние теплые дни для заправки, а во-вторых, у большинства видов деревьев запасные вещества должны быть переведены из листьев обратно в ствол и корни.

Прежде всего разлагается на отдельные элементы зеленый пигмент – хлорофилл, чтобы следующей весной его можно было снова в избытке доставить в новую листву. Когда зелень уходит, в листьях становятся видны желтые и коричневые тона, которые имелись там и прежде, но были не видны. Они определяются наличием каротинов, которые имеют, вероятно, кроме всего прочего, предупреждающую функцию. Так, тли и другие насекомые в это время ищут прибежище в трещинах коры, чтобы укрыться от холода, и именно для них предназначены яркие осенние краски: здоровые деревья сигнализируют им о своей готовности к обороне в следующую весну. Потомству тлей и Ко это ни к чему, потому что такие экземпляры реагировали бы на них особенно сильным ядом. Так что они подыскивают себе ослабленные и менее яркие деревья.

Но зачем вообще столько хлопот? Почему бы не последовать примеру хвойных? Просто-напросто оставить свою пышную зелень на ветвях и махнуть рукой на ежегодное обновление. Чтобы спастись от замерзания хвои, дерево запасает антифризы. Чтобы не испарять зимой влагу, оно покрывает поверхность хвоинок толстым слоем воска. К тому же их кожа плотная и жесткая, а мелкие отверстия для дыхания расположены очень глубоко. Все эти меры в целом эффективно предотвращают потерю воды: она привела бы к трагедии, потому что из промерзшей почвы уже не поступает приток веществ, и дереву грозило бы высыхание и гибель от жажды.

Листья, в отличие от хвои, мягкие и нежные, то есть практически беззащитны. Неудивительно, что буки и дубы стараются как можно быстрее избавиться от них с приближением морозов. Но почему бы им тоже в ходе эволюции не обзавестись более толстыми покровами и антифризами? Есть ли смысл каждый год отращивать на каждом дереве до миллиона новых листьев и использовать их всего пару месяцев, чтобы затем с немалым трудом снова сбросить? Эволюция явно ответила на этот вопрос утвердительно, ведь ко времени появления на нашей планете лиственных деревьев (это произошло около 100 миллионов лет назад) хвойные жили на ней уже примерно 170 миллионов лет. То есть лиственные деревья – явление относительно молодое. Их поведение осенью при внимательном рассмотрении и вправду очень разумно. Таким образом они избегают одной из главнейших опасностей – зимних штормов. Когда примерно в октябре начинают дуть отчаянные ветры, лесные деревья оказываются на грани жизни и смерти.

Шторм со скоростью более 100 километров в час способен опрокинуть даже крупные экземпляры, а в некоторые годы ветры такой силы повторяются каждую неделю. Почва из-за осенних ливней размягчается, так что корни еле удерживаются в ее вязкой массе. Шторм обрушивается на взрослое дерево с силой примерно 200-тонного груза. Кто плохо оснащен, не выдерживает и падает. Впрочем, лиственные деревья хорошо подготовлены. Чтобы стать устойчивее к ветру, они убирают все свои летние паруса. Таким образом исчезает, опадая на землю, гигантская общая поверхность в 1200 квадратных метров. В пересчете это выглядит так, как если бы парусное судно с 40-метровой мачтой свернуло бы свой главный парус размером 30 на 40 метров. Но и это еще не все. Ствол и отходящие от него ветви сконструированы так, что их коэффициент аэродинамического сопротивления частично ниже, чем у современного автомобиля. К тому же общая конструкция настолько эластична, что сила мощного порыва ветра смягчается и распределяется по всему дереву. Благодаря всем этим мерам у лиственных деревьев зимой почти не бывает неприятностей. При наиболее сильных ураганах, какие бывают лишь раз в 5–10 лет, деревьям помогает сообщество.

Каждый ствол индивидуален, у каждого своя история и, соответственно, свой ход волокон древесины. Это приводит к тому, что каждое дерево после первого порыва ветра, наклоняющего все деревья разом в одном направлении, разгибается со своей собственной скоростью. «Добивают» дерево обычно следующие порывы, потому что еще в середине сильного колебания они его снова сгибают – на этот раз еще ниже. Однако в ненарушенном лесу каждое дерево получает помощь. Разгибаясь, кроны бьются друг о друга, ведь каждая из них возвращается в прежнее положение с собственной скоростью. Пока одна еще на обратном пути, другая уже склоняется под новым порывом. В результате мы получаем мягкие столкновения крон, замедляющие скорость обоих деревьев. Когда налетает следующий порыв, оба уже почти успокоились, и борьба начинается заново. Игра крон, когда можно наблюдать одновременно и социальное сообщество, и отдельные индивиды, – завораживающее зрелище. Конечно, если закрыть глаза на то, что идти в лес во время шторма – не самое разумное дело.

Вернемся к листопаду. То, что в нем есть смысл, что ежегодная трата сил на новую листву окупается, деревья доказывают с каждой пережитой зимой. Однако зима скрывает и другие угрозы. Например, снегопад. Когда те самые 1200 квадратных метров листвы исчезают, белое покрывало ложится только на ветви, то есть большая часть снега проваливается сквозь них на почву. Еще большие неприятности, чем снег, может причинить лед. Температура чуть ниже точки замерзания воды, притом безобидный моросящий дождь – это мне довелось пережить несколько лет назад. Около трех дней держалась эта непривычная погода, и с каждым часом я все больше тревожился за лес. Осадки буквально за секунды приставали к уже замерзшим ветвям, давя на них все более тяжелым грузом. Выглядело это изумительно: все деревья были окутаны хрустальными одеяниями. В молодых березняках все деревца разом склонились, и я с тяжелым сердцем уже внутренне простился с ними. Из взрослых деревьев пострадали прежде всего хвойные, такие как дугласии и ели, которые потеряли в тот год до двух третей зеленых ветвей – они с громким треском обламывались и падали на землю. Это страшно ослабило деревья, и пройдет еще не одно десятилетие, пока их кроны полностью восстановятся.

А вот склоненные молодые березки меня приятно поразили. Когда лед через несколько дней стаял, 95 процентов стволов выпрямились. Теперь, через несколько лет, на березах не осталось и следов того случая. Конечно, были и такие, кто так и не смог подняться. Они погибли, их трухлявые стволы через какое-то время сломались и теперь медленно превращаются в гумус.

Итак, листопад – эффективная превентивная мера, как по мерке подогнанная под климат наших широт. Между прочим, она дает деревьям возможность наконец-то сходить в туалет. Примерно как мы перед сном завершаем день посещением укромного места, так и они избавляются от лишних веществ, которые хотят выделить. Те оказываются на почве вместе с опавшими листьями. Сбрасывание листьев – активный процесс, в этот момент дереву еще нельзя спать. После того как запасные вещества вернулись из листьев обратно в ствол, оно формирует специальный отделительный слой, прерывающий связь листа с веткой. Теперь достаточно легкого порыва ветра, и листья осыпаются. Только после этого дерево может отправиться на покой. И не только может, но и должно, чтобы прийти в себя после тягот прошедшего сезона. Недостаток сна имеет для дерева примерно такие же последствия, как для человека – он опасен для жизни. Именно по этой причине посаженные в горшки дубы или буки не выживают в домашних условиях. Мы не даем им уйти на покой, и они умирают обычно еще на первом году жизни.

У молодых деревьев, живущих в тени родителей, есть некоторые отклонения от стандартной процедуры листопада. Когда материнское дерево сбрасывает листву, на почву падает гораздо больше света, и молодая поросль дожидается этого момента, чтобы как следует заправиться солнечной энергией. Обычно после этого ее врасплох застают морозы. Если температура опускается значительно ниже точки замерзания, к примеру, до минус 5 градусов по ночам, то все деревья враз теряют силы и впадают в зимний сон. Формирование отделительного слоя уже невозможно, сбросить листья не получится. Для низких деревьев это не играет никакой роли. Малый рост спасает их от ветра, и даже снег редко причиняет им вред. Весной молодые деревья используют ту же возможность еще раз. Они пускаются в рост за две недели до взрослых деревьев и обеспечивают себе плотный солнечный завтрак. Но откуда молодежь знает, когда нужно приступать к росту? Ей же неизвестно, когда именно начнут распускаться материнские деревья. Дело в том, что в припочвенном слое господствуют мягкие температуры, и весна здесь заявляет о себе примерно на две недели раньше, чем в древесных кронах на 30-метровой высоте. Дующие там холодные ветры и трескучие холодные ночи задерживают приход весны. Старые деревья уже одними своими кронами, как огромными зонтами, смягчают резкие поздние заморозки на почве; слой листвы на земле действует как теплая компостная куча и на пару градусов повышает температуру. Вместе с теми днями, что подрост выигрывает осенью, он получает примерно месяц свободного роста, а это составляет чуть ли не 20 процентов вегетационного периода.

Виды лиственных деревьев отличаются друг от друга в вопросах экономии. Перед листопадом запасные вещества надо вернуть из листьев в ветви. Однако создается впечатление, что некоторым видам это вообще неважно. Ольха, например, запросто сбрасывает совершенно зеленые листья, как будто завтрашнего дня не будет вовсе. Правда, эти деревья обычно растут на болотистых местах с плодородной почвой и, видимо, могут позволить себе роскошь каждый год заново производить хлорофилл. Исходные вещества прямо у них под ногами создают грибы и бактерии, разлагающие старую листву, и корни легко могут их использовать. От возврата азота они тоже могут отказаться, потому что живут в симбиозе с клубеньковыми бактериями, которые постоянно снабжают их нужным количеством этого элемента. За один год на квадратном километре ольшаника маленькие помощники извлекают из воздуха и предоставляют в распоряжение корням своих друзей-деревьев до 30 тонн азота. Это больше, чем обычно вносят в почву крестьяне, удобряя свои поля. В то время как многие виды деревьев стремятся к экономии, ольха откровенно демонстрирует свое богатство. Похоже ведет себя ясень, а также бузина. Эти транжиры сбрасывают зеленые листья и не участвуют в осеннем пиршестве красок – в пестрые цвета окрашиваются только экономные хозяева. Нет, это не совсем верно. Желтый, оранжевый и красный становятся видны после оттока хлорофилла, но и эти каротиноиды и антоцианы затем тоже разлагаются. Дуб настолько склонен к экономии, что пакует абсолютно все и сбрасывает листья бурого цвета. Палитра бука включает цвета от бурого до желтого, а вишня сбрасывает красноватые листья.

Вернемся еще раз к хвойным деревьям, с которыми я на этот раз обошелся как недобрая мачеха. Среди них тоже есть некто, кто сбрасывает листья как лиственные деревья, – это лиственница. Почему именно она выбрала листопад, а все остальные хвойные – нет, мне неизвестно. Возможно, эволюционное соревнование за лучший метод зимовки еще не окончено. Потому что хотя сохранение хвои на ветвях и создает преимущества весной, когда деревья сразу же без больших усилий могут пускаться в рост, но на самом деле часть молодых побегов засыхает, так как почва еще промерзшая, а крона весной уже хорошо разогрета и приступает к фотосинтезу. Особенно быстро вянет хвоя последнего года, которая еще не имеет толстого воскового слоя и не может притормозить испарение, если почувствует опасность.

Впрочем, ели, сосны, пихты и дугласии также меняют хвою, ведь им тоже нужно ходить в туалет. При этом они сбрасывают самые старые хвоинки, уже поврежденные и неэффективные. Пихты сохраняют хвоинки около 10 лет, ели – 6, а сосны – всего 3 года. Это заметно по ветвям, вернее, приростам последних лет. Сосны, у которых ежегодно опадает примерно четверть всей зелени, зимой могут казаться немножко общипанными. Весной, с наступлением нового сезона, появятся новые побеги, и крона снова будет выглядеть здоровой.

Поиск

Поделиться:

Физика

Химия

Методсовет