Когда секвойя Гигантский Гризли (Sequoiadendron giganteum) проросла из земли на территории нынешнего Йосемитского национального парка, Римской республике оставалось почти два века до своего основания. Возраст этой гигантской секвойи оценивается в 2 700 лет (а возможно, и больше), и она является одним из самых старых деревьев в мире. Некоторые из деревьев рода секвойя, могут вырастать более 90 метров в высоту (примерно как 30-этажный дом) и иногда до десяти метров в ширину, и являются самыми массивными деревьями в мире и одними из самых больших организмов на Земле.
Как гигантским секвойям удается вымахать до таких размеров, пока до конца не ясно. Но мы точно знаем, что эти деревья приспособились очень эффективно втягивать воду и переносить ее высоко под полог. Их клеточное строение, похоже, специально приспособлены к тому, чтобы втягивать воду на такую большую высоту. Их жизнестойкость и способность переносить, как засухи, так и лесные пожары, - позволила им расти гораздо дольше, чем большинству деревьев, с которыми они сосуществуют. Гигантские секвойи встречаются только в 73 рощах, разбросанных вдоль западных склонов калифорнийской Сьерра-Невады. Президент Авраам Линкольн определил Гигантскую Гризли и другие секвойи из рощи Марипоса под федеральную охрану еще в 1864 году, за восемь лет до создания первого национального парка в США.
Секвойи - удивительные деревья, которые эволюционировали, чтобы противостоять пламени. Примерно каждое десятилетие в прибрежных лесах возникают слабые пожары. Деревья в отличии от животных, не могут убежать от опасности. Поэтому им пришлось придумывать способы избежания опасности, без самого "побега". У секвой несколько стратегий для выживания в пожарах. Во-первых, их кора очень толстая и волокнистая, толщина коры может достигать 60 сантиметров у некоторых из самых больших деревьев. Эта кора позволяет им выдерживать воздействие пожара там, где другие деревья часто не выдерживают. И эта способность, возможно привела их к тому, как они достигли своих размеров. Кора также содержит дубильные кислоты, задерживающие пламя - естественный изолятор. Их ветви и хвоя обычно недосягаемы для пламени, пожирающего растительность на земле.
Шишки гигантской секвойи не раскрываются и не выпускают семена, пока не подвергнутся воздействию тепла. В нормальной ситуации наземный пожар спровоцировал бы выброс семян из этих шишек, одновременно обеспечив секвойям почву с минеральным грунтом, так как сжег бы подстилку. Эти семена не приживутся и, как правило, не выживут, если попадут на слой подстилки на почве. Они просто не смогут выдержать сухость серранского лета, не имея минеральной почвы, в которую они могут попасть и воспользоваться накопленной там влагой. Поэтому после небольших пожаров они продолжают расти как ни в чем не бывало.
Но пожар, охвативший леса Калифорнии, в 2020 году был настолько сильным, что сгорели даже самые верхние ветви многих деревьев, и их способность к фотосинтезу улетучилась вместе с хвоей. По фотографиями ниже можно примерно представить размер секвой, и представить что за ад там творился. Пожар был вызван молнией в парке Big Basin Redwoods State Park к северу от Санта-Круза, Калифорния. Пламя быстро распространилось пробило полог 100-метровых деревьев и сожгло хвою.
Сперва экологи поставили крест на секвойях. Казалось бы, ужасный урон не возместить. Но жизнь взяла свое и уже через пять месяцев многие деревья начали восстанавливаться за счет прорастания корней, ствола и ветвей. Оказалось, что в рукаве у секвой, был еще один козырь. Прорастание стало возможным благодаря сахарам, который эти деревья нафотоситезировали более 50 лет назад. Так как хвоя сгорела, и дерево не могло больше получать строительный материал - углерод из воздуха, оно обратилось к запасам сделанным полвека назад. Ученые обнаружили, что некоторые ростки содержат самый старый углерод, который когда-либо наблюдался, чтобы быть использованным для роста. Почки, которые проросли после пожаров, тоже были древними, они находились в спячке под корой в течение столетий! Для дерева чья продолжительностью жизни насчитывает тысячелетия, после нечастых, но катастрофических событий, стратегия накапливать углерод годами, оправдала себя.
Деревья фотосинтезируют для получения сахаров и других углеводов, которые обеспечивают их энергией, необходимой для роста и восстановления тканей. Пожар не единственная катастрофа, после которой деревья обращаются к своим запасам. Засуха тоже может заставить деревья использовать хранилища углерода для роста. До этого было известно, что более короткоживущие деревья могут хранить сахар в течение нескольких лет. А тысячелетние секвойи оказываются могут хранить более 50 лет!
Чтобы быть уверенными, что деревья восстанавливаются за счет древних запасов, а не нового нафотосинтезированного углерода, ученые накрыли 60 обугленных стволов деревьев черным пластиком, чтобы заблокировать солнечный свет. Через 6 месяцев команда вернула ростки в лабораторию. Там они провели радиоуглеродное датирование молекул, содержащихся в них, чтобы вычислить средний возраст этих сахаров, сделанных из углерода. Их средний возраст составил 21 год, что является самым старым показателем запасов энергии, используемых деревьями (в предыдущем исследовании у кленов он составил 17 лет). То, как деревья хранят свой сахар, похоже на заправку автомобиля. Большая часть бензина была добавлена недавно, но бак никогда не бывает полностью сухим, поэтому в нем остается несколько молекул с самой первой заправки.
Но дело не только в старых запасах энергии. Проростки появились из почек, которые начали формироваться много веков назад. У секвойи и других видов деревьев под корой остаются ткани, похожие на почки. Ученые могут проследить пути этих почек, подобно червяку, пробирающемуся наружу. В образцах, взятых из секвой, упавшего после пожара, ученые обнаружили, что многие почки, некоторые из которых проросли, уходят в прошлое на целых 1000 лет.
Хотя это радостные новости, ученые всегда найдут повод для беспокойства. Пожары случаются все чаще, а запасы углерода на черный день уже использованы. Что будут делать секвойи, если такие адские пожары повторятся в ближайшем десятилетии, ученые не знают. За сотворение этих запасов ушли годы. К тому же пройдут годы, прежде чем у них вырастет столько же иголок, сколько было до пожара.
Наученные горьким опытом пожара в 2020, пожарные защищали от пожаров с помощью обертывания ствола фольгой, исторические гигантские секвойи. На фото обертывание дерева "Генерал Шерман" в Национальном парке Секвойя, США в 2021 году. При этом пожаре сотни пожарных боролись за защиту нескольких рощ гигантских секвой, предупреждая, что огромные древние деревья находятся под угрозой неконтролируемого пожара. Потом все-таки решили, что обертывания не самая лучшая идея, ведь фольга будет отражать тело от пожара обратно в дерево. Так же как мы ранее убедились, угрозой для старовозрастных секвой является не наземный пожар, а пожар в кроне. Если в роще бушует пожар, и вы обматываете деревья, то, по сути, наклеиваете пластырь на ту часть, которая в нем не нуждается. Лесничие также опрыскивают землю вокруг самых ценных секвой, для поддержания влажности подстилающей поверхности леса, что действительно эффективно снижает силу огня, когда он проникает в эти районы. Но опять-таки пресная вода ценный ресурс и палящие солнце Калифорнии безжалостно высушивает почву.
Источники:
scienceточкаorg/content/article/ancient-redwoods-recover-fire-sprouting-1000-year-old-buds?utm_source=sfmc&utm_medium=email&utm_campaign=ScienceAdviser&utm_content=distillation&et_rid=1008819842&et_cid=5013990&
Peltier, Drew MP, et al. "Old reserves and ancient buds fuel regrowth of coast redwood after catastrophic fire." Nature Plants (2023): 1-8.
scientificamericanточкаcom/article/meet-the-giant-sequoia-the-super-tree-built-to-withstand-fire/
Предыдущая статья: Космические мыши