Ученым из Гренобльского университета во Франции в ходе исследований удалось доказать, что деревья в стрессовых условиях, вызванных засухой, способны издавать звуки, которые можно зарегистрировать и в дальнейшем воспринимать как сигнал о дефиците воды, опасном для растений.
Способность живых деревьев издавать шум, когда заканчиваются запасы влаги, связана с тем, что вода и полезные вещества транспортируются в стволе от корней к кроне по ксилемным каналам. Так как деревья высокие, то давление в ксилемах должно быть выше атмосферного, чтобы доставка влаги осуществлялась успешно. Когда же вода заканчивается и ее не хватает для заполнения всех каналов, начинается образование воздушных пузырей (кавитация). В итоге в ксилеме при дефиците влаги запускаются кавитационные процессы, противостоять которым дерево не способно. Если масштаб этих процессов слишком велик, растение получает травму или даже погибает. Это можно сравнить с кровеносной системой человека, подвергшейся газовой эмболии. В этом случае пузырьки воздуха наносят очень серьезный вред сосудам.
Ученые, чтобы выявить в тканях дерева кавитацию, использовали фрагмент ствола сосны. Они поместили его в гель, чтобы смоделировать среду внутри живого дерева. Затем воду постепенно выводили из геля, имитируя условия засухи. Процесс снимали скоростной камерой и одновременно записывали на микрофон звуки, идущие от древесины.
В ходе эксперимента удалось выяснить, что появление пузырей, регистрируемых камерой, совпадает по времени со звуками кавитационной природы. При этом возникновение пузырей на 50% отвечает за появление звуков от растения в ультразвуковом диапазоне. Вторая половина приходилась на такие посторонние процессы, как попадание пузырьков воздуха в клетки, соседствующие с ксилемными каналами.
Ученые считают, что с помощью микрофонов, настроенных на подобные звуки, можно обнаруживать симптомы засухи у еще здоровых на вид деревьев. Особенно ценно это может быть для биоценозов, где растения пребывают на грани вымирания из-за засух, участившихся в последние десятилетия в результате глобального потепления
