Как отдыхают деревья?

Всё живое время от времени нуждается в отдыхе. Как отдыхают деревья? Оказывается, деревья спят по ночам. Исследователи впервые обнаружили у них физические изменения в тёмное время суток, что может быть приравнено ко сну, или, по меньшей мере, к круглосуточным циклам, которые до сих пор наблюдали только у небольших растений.

К концу ночи ветви берёз опускаются на целых 10 сантиметров ниже, чем они расположены днём. «Это очень чёткий эффект применительно ко всему дереву, — рассказывает Андраш Злински (Andrs Zlinszky) из Центра экологических исследований в Тихани, Венгрия. — Никто не наблюдал этот эффект ранее в масштабе целого дерева, и я был удивлён степенью изменений».

Для измерения положения ветвей Злински и его коллеги использовали лазер, что позволило исследователям фиксировать точное положение ветвей и листьев в трёх изменениях с точностью до сантиметра. Ранее подобные эксперименты проводились на небольших растениях, но сканирование взрослого дерева проделано впервые.

На протяжении ночи исследователи сканировали по одной березе в Финляндии и в Австрии. Выбор в качестве средства измерения лазерной установки обусловлен тем, что учёные хотели получить достоверные неискаженные сведения. Если бы использовались фотографические методы, то во время снимков деревья пришлось бы освещать, что могло вызвать ответную реакцию.

Лазерное сканирование деревьев производилось в безветренную погоду в ночь, близкую к равноденствию, чтобы продолжительность периода наблюдения в обеих странах была примерно одинаковой.

Исследователи уверены, что их эксперимент выявил природную особенность деревьев, и его результаты не обусловлены неким посторонним эффектом.

Как полагает Злински, ветви, вероятно, опускаются вследствие снижения тургора, внутреннего давления воды в клетках растений. Меньшее давление делает стебли и ветви менее жёсткими, и они никнут под действием силы тяжести.

Тургор, в свою очередь, зависит от протекания фотосинтеза, процесса с помощью которого растения вырабатывают сахар из двуокиси углерода и воды, используя для преобразований энергию солнечного света. В темноте фотосинтез останавливается, что является возможной причиной того, что ветви никнут.

Ещё одна возможная причина явления — дерево попросту экономит энергию и даёт ветвям отдохнуть в ночное время. Днём ветви и листья поднимаются вверх, чтобы уловить больше солнечного света. Но этот энергозатратный процесс не нужен ночью, когда света нет. Какая из возможных причин главная, исследователи пока не решили.

По мнению Злинского, эффект поникших ветвей вполне может быть обнаружен у всех деревьев, а не только у берёзы. Возможные объекты будущих исследований — тополь и каштан. Геномы этих деревьев полностью расшифрованы, идентифицированы гены, связанные с циркадными ритмами. Это поможет в будущем выявить гены, задействованные в эффекте поникших ветвей.

Проведенное ранее исследование подсолнуха выявило связь между циркадными ритмами и движением влаги в стебле растения. Однако в этой зависимости не совсем понятно, что является причиной, а что следствием. Эксперты не исключают, что транспортировка воды в стебле может управляться самим растением.

Уточнение знаний о том, каким образом деревья управляют своими водными ресурсами, может иметь практическую пользу. Климатологам эти знания помогут лучше понять, как леса влияют на изменения погоды и климата. Лесозаготовители смогут сэкономить, так как сухие деревья легче валить.