Как зимуют деревья?
Рассказ о процессах, которые происходят с деревьями при подготовке к зиме и по приходу весны. Раскрыта тайна почему деревьям не страшны сильные морозы. Рост и рождение листьев прекращаются у всех деревьев задолго до прихода морозов. Задолго до зимы начинаются незаметные, невидимые многочисленные изменения внутри дерева, под толстой корой. Постепенно замедляется рост. Вместо клеток целлюлозы начинает расти слой лигнина. Лигнин — полимер, очень устойчивый химически. Клеточные оболочки как бы инкрустированы им, и именно лигнин создает и определяет все основные свойства древесины, ее волокнистость, упругость и т. д. В клетках начинают медленно накапливаться жиры и крахмалы. Почки потихоньку растут и незаметно переходят на зимнюю одежду, покрываясь кожурой до весны. Образовываются зачатки листьев будущего сезона, а верхушка главного ствола (ее называют верхушечной меристемой) принимает типичную форму купола. Время незаметных глазу изменений — это и есть начало зимнего сна.
В этот момент еще можно остановить приготовления и заставить дерево расти снова. Но в нормальных условиях никто ему не мешает. И изменения внутри идут, пока все необходимое для зимних дней и ночей не будет приготовлено. Листья не пожелтели и не потеряли упругость. В них продолжается активный фотосинтез. Но снова начать свой рост дерево уже не может. Поздно. Вся внутренняя биохимия перестроилась и приготовилась к зиме. Теперь дерево уже готово выдержать короткие заморозки: минус 5—10 градусов. Пусть световой день вдруг станет длиннее. Пусть снова наступит теплое лето. Все это не сможет помешать погружению в сон. И, заснув, дерево не проснется, пока не побудет какое-то время в холоде зимы. Дерево требует низких температур, обязательного заряда мороза.
Время летит, и ночи становятся холоднее. И тогда в том месте, где лист крепится к стволу, вырабатываются специальные ферменты, которые начинают «переваривать» стенки клеток. Лист почти лишается хлорофилла, там быстро аккумулируются другие вещества — фенолы. Вот тут и начинаются осенние багрянцы и листопад. В мягкую и теплую осень он длится иногда недели, пока не грянет первый губительный мороз. Это случается в ноябре. Дерево к этому времени полностью заканчивает приготовления к зиме. И теперь, когда упали последние листья, оно готово выдержать и сухость морозного воздуха, и температуры ниже минус 50 °C и мерзлоту почвы, из которой уже не сможет впитывать воду.
В состоянии застывшей жизни оно будет дремать, пока не пройдет какое-то время обязательных холодов. Время необходимого переохлаждения зависит от разных причин: от породы дерева, от почвы и от погоды в предшествующем сезоне. Однако холод — это необязательно морозы. Морозы — это просто неизбежное зло.
Оптимальной деревьям для сна есть температура около 5 градусов выше нуля. При такой температуре сон у деревьев самый короткий. Температуры за пределами 0 – +10 °C погружают деревья в глубокий сон. Быть может, все дело в древнем опыте. Привыкнув к суровым зимам, растение каким-то образом «понимает», не должно быть зимой температур выше +10 °C, что это случайная, временная оттепель. А поняв это, деревце еще глубже засыпает, старается переждать подольше, застраховать себя. Пять градусов — это какой-то неизвестный нам климатический оптимум, быть может, среднегодовая температура сейчас или отголосок древних эпох?
К концу года деревья полностью окунулись в ванне холода. Если теперь окунуть его в душ теплого воздуха начнется неторопливое пробуждение. Листочки потихоньку разворачиваются, и возобновляется рост.
Новые холода в естественных условиях в январе и феврале ускоряют процесс пробуждения. Кажется, получив свою порцию погоды низких температур к концу декабря, дерево с трудом терпит морозы остальной зимы. Но и в этом случае опрометчивость нашим зеленым друзьям несвойственна. Пробуждение в любом случае постепенно. Дерево как будто пробует и проверяет среду вокруг себя, чтобы наверняка убедиться в наступлении весны. Чтобы начать распускать листья и расти, ему необходимо какое-то время непрерывно побыть при температуре около 20 °C. Вязам нужно около 310 часов такой температуры, и убедиться, что все в порядке. Если градусник показывает ниже + 10 °C или выше +30 °C, растение выжидает. Чтобы начать весеннюю пору, ему нужно побыть столько же времени в тепле.
Удивительная предусмотрительность, в основе которой лежит четкое представление о климатических вероятностях. В самом деле, маловероятно что весной, после 12 дней 20-градусной жары, придут морозы. И дерево ориентируется на эту малую вероятность, перестраховывается, чтобы наверняка проснуться в летнем тепле. Пока температуры низкие, ясно, что еще надо подремать.
Пока природа занимается температурами, ветрами и непогодами, под толстой, прочной корой идут потихоньку физиологические изменения, обратные тем, что были в момент приготовления ко сну. Растение готовится проснуться. И вот оно дождалось своего. Все вокруг недвусмысленно сигнализирует, что просыпаться можно, и начинается новая весна, а за ней лето. Годичный цикл заканчивается.
