100 великих тайн из жизни растений - Николай Николаевич Непомнящий
Но этот изумительный инженерный подвиг не свободен от риска. Чем суше воздух, тем с большей силой вода испаряется из пор листьев. В то время как испарение тянет столб воды вверх, сцепление между молекулами отвечает сопротивлением, заставляя воду растягиваться, как резинка. Если сила, вытягивающая воду из дерева, значительна, то столб может лопнуть, как та же резинка. В результате — разрыв, принимающий форму пузыря.
Хотя ботаники мало знают об этом пузыре (сложно изучать что-либо внутри дерева), они совершенно уверены, что для дерева он является проблемой. До тех пор пока разрыв не заделан, дерево не может прокачивать воду и втягивать ее корнями. Ученые исследуют этот процесс, но до конца его еще не понимают.
Биологи Барбара Бонд из университета штата Орегон и Майкл Райан из Лесной службы США, изучающие эту проблему, считает, что деревья развили приспособление, которое не дает столбу воды разорваться. Когда натяжение, которое создается при испарении, превышает некий предел, часть пор на листьях просто закрывается, и тем самым сила испарения уменьшается.
Риск разрыва сильнее у больших деревьев, чем у маленьких, по словам Бонда и Райан, потому что столбы в больших деревьях длиннее и таким образом в них и «гидравлическое сопротивление» выше (по физическим законам, сопротивление растет с увеличением длины). Это сопротивление плюс большая гравитация, действующие на воду внутри дерева, заставляют его применять огромные силы для вытягивания воды из земли.
Бонд и Райан нашли несколько косвенных доказательств этого риска, наблюдая за поведением пор на листьях и у высоких, и у низких деревьев. Утром, когда воздух начинается согреваться восходящим солнцем и его влажность падает, растет сила испарения, действующая на листья деревьев. Постепенно деревья всех ростов закрывают свои поры, но высокие деревья делают это раньше низких.
Хотя высокие деревья обеспечивают себе некоторую защиту от разрыва, закрывая поры, они и платят за это высокую цену. Закрытые поры не могут поглощать воздух. Без углекислого газа фотосинтез останавливается, а без фотосинтеза дерево не может расти. То, когда точно достигается этот рубеж, зависит от физиологии дерева и его окружающей среды. Бонд и Райан думают, что не случаен, например, тот факт, что самые высокие деревья в мире, секвойи, буквально утопают в туманах, приходящих с Тихого океана. Во влажном воздухе, как считают биологи, деревья не теряют воду так быстро и могут дольше держать поры открытыми, и, соответственно, дольше будет длиться фотосинтез. Но даже для этих гигантов есть предел. Раньше или позже каждое дерево сдается и прекращает расти, чтобы не умереть от жажды.
Рождающие дождь
Деревья, проливающие дождь каждый раз, когда требуется поливка, были бы приятным добавлением к современным садам. Но ведь такие деревья существуют!
Имеется много сообщений о деревьях, рождающих дождь, — и вполне заслуживающих доверия, и явно мифических. Часто дело объяснялось скоплением брызжущих влагой насекомых. Но, с другой стороны, иногда деревья выделяют значительное количество влаги и при полном отсутствии насекомых.
Наиболее прославленное из исторически засвидетельствованных дождевых деревьев — дерево, которое две тысячи лет назад считалось единственным источником пресной воды на Йерро, самом западном из Канарских островов. Английский ботаник М. Хатчинсон пишет: «Канарские острова, по-видимому, были известны самым древним мореплавателям — финикийцам и карфагенянам — задолго до нашей эры, точно доказано, что римские мореходы побывали там в царствование Юбы II, царя Мавритании, примерно в 25 году до нашей эры. Римляне считали эти острова западной границей мира, и Плиний описывает их, опираясь на сведения, полученные от Юбы, и, в частности, он упоминает дерево, дающее воду. Считается, что это дерево с Йерро должно было принадлежать к семейству лавровых (Oreodaphne foetens). Росло оно в горном ущелье и, хотя в дневную жару поникало, за ночь успевало сконденсировать достаточно атмосферной влаги, чтобы напоить весь остров. Под этим благодатным деревом был устроен каменный колодец для сохранения воды. Испанское его название el garve».
В начале XVII века это дерево было настолько знаменито, что его изображение служило фронтисписом ботанических трактатов того времени.
Дело в том, что у этой легенды есть некоторая фактическая основа. Протяженность вечнозеленых влажных лесов на Канарских островах в значительной степени определяется поясом облаков, которые держатся на горах; конденсируясь на листьях растений, они обеспечивают их влагой; поэтому сохранение лесного покрова жизненно важно для водного снабжения островов. Примером этому может служить лес Лас Мерседас на острове Тенерифе. Вне лесистых районов Канарские острова в значительной степени представляют собой полупустыню.
Конденсирующаяся влага каплями стекает с листьев, и земля под деревом увлажняется. У. Палмер и Р. Питмен объясняют: «В теплых влажных областях листья деревьев иногда словно «источают дождь». Это происходит тогда, когда корни всасывают столько влаги, что дерево не способно освободиться от ее излишка путем нормального испарения. Вода ищет выхода, и ее избыток удаляется через специальные отверстия — гидатоды, — обычно расположенные по краям листьев. В сухих областях это явление никогда не наблюдается. Возможно, некоторые из южноафриканских дождевых деревьев, особенно на севере и северо-востоке, дают воду именно таким способом».
К. Долзил, описывая африканское хлебное дерево, говорит, что «в течение всего сухого сезона почва под деревом остается влажной благодаря конденсации». Ф. Фэрчайлд писал: «Увидеть, как дерево проливает дождь, мне довелось в Оротаве. Темный вулканический берег был засажен тамариндами, и по вечерам с их обвисающих веточек капала солоноватая вода. Это был сконденсировавшийся морской туман».
У. Блоссфелд рассказывает, что в Бразилии австралийская казуарина конденсирует влагу на концах своих веток, и добавляет, что в округе Сан-Паулу почва возле этого дерева всегда бывает влажной. А потому на плантациях ванили, чтобы затенять их, сажают именно это дерево.
У. Палмер и Р. Питмен еще более запутывают вопрос о дождевых деревьях следующим сообщением: «Известны случаи, когда время от времени и другие виды растений в Южной Африке проливали дождь, причем причины этого не всегда были ясны. Например, прекрасный экземпляр Acacia karroo в ботаническом саду Претории несколько недель подряд создавал легкий влажный туман. Капельки этой влаги были абсолютно безвкусными, как вода, и, по-видимому, не выделялись насекомыми. Во всяком случае, энтомологи не обнаружили присутствия никаких насекомых. Причина так и осталась невыясненной, а дерево с тех пор ни разу не давало дождя».
Пейзаж острова Йерро
Пожалуй, наиболее сомнительное, а потому и наиболее известное из дождевых деревьев — это южноамериканский саман, отличающийся очень густой и раскидистой кроной. «Древесный дом» в диснеевском
