Прогуливаясь зимним лесом, трудно не заметить контраст: лиственные деревья стоят голые, с черными ветвями, тянущимися к серому небу, а ели и сосны — зеленые, словно лето не кончалось. Кажется, что хвойные деревья не сбрасывают листву вовсе. Но так ли это? И почему природа наделила их такой особенностью? Ответ кроется в удивительных приспособлениях, которые позволяют этим деревьям выживать там, где лиственные не могут.
Иглы — это те же листья, но особенные
То, что мы называем иголками или хвоей, на самом деле — листья хвойных деревьев. Просто они устроены иначе, чем широкие листья березы или дуба. Их форма — результат долгой эволюции, приспособление к жизни в условиях, где влаги мало, а зимы суровы.
Узкая, вытянутая форма иглы резко уменьшает площадь поверхности, с которой испаряется вода. У сосны, например, иглы расположены парами и покрыты толстым слоем воска — кутикулой, который делает их водонепроницаемыми. Устьица (микроскопические отверстия, через которые растение дышит и испаряет влагу) у хвои утоплены глубоко внутрь ткани и зимой закупориваются смолой, практически прекращая газообмен. Благодаря этому ель и сосна теряют воды в десятки раз меньше, чем лиственные деревья.
Кроме того, клетки хвои содержат особые вещества — смолы и антифризные белки, которые не дают жидкости замерзнуть даже при сильных морозах. Иглы могут выдерживать температуры до −40°C и ниже, оставаясь живыми и зелеными.
Хвойные тоже сбрасывают листву — но постепенно
Распространенное представление о том, что хвойные деревья «вечнозеленые», не совсем точно. Они действительно не сбрасывают все иглы разом, как это делают лиственные породы осенью. Но постепенное опадение хвои происходит постоянно.
У сосны обыкновенной каждая игла живет 2-3 года, у ели — 5-7 лет, а у некоторых видов (например, у пихты или тиса) хвоя может держаться на ветвях до 12 лет и дольше. Когда игла стареет, она желтеет, засыхает и опадает — но на ее месте уже давно выросли новые. Поэтому дерево всегда выглядит зеленым.
Максимум опадения хвои приходится не на осень, а на конец лета — начало осени (август-сентябрь). В этот период старые иглы, выполнившие свою функцию, желтеют и опадают в большом количестве. Но этот процесс происходит незаметно, потому что обновление хвои идет постепенно, в течение всего года.
Если присмотреться к ветке ели или сосны, можно заметить, что молодые иголки — на концах побегов, они светло-зеленые, мягкие. Чем дальше от верхушки, тем хвоя старше, темнее, а в самом основании ветки можно найти и засохшие иглы, готовые опасть.
Зачем хвойным такая стратегия?
Сбрасывать листву на зиму — энергозатратный, но выгодный для лиственных деревьев процесс. Они избавляются от органов, которые зимой все равно не могут работать, и впадают в глубокий покой. Хвойные пошли другим путем.
Экономия ресурсов. Вырастить новую хвою каждый год — дорогое удовольствие для дерева. Ели и сосны «предпочитают» вкладывать энергию в поддержание старых игл, которые уже есть, и лишь постепенно заменять их. Эта стратегия оправдана в условиях короткого прохладного лета и бедных почв, где быстро нарастить новую листву сложно.
Способность к фотосинтезу. Благодаря тому, что хвоя сохраняется круглый год, ель и сосна могут начинать фотосинтез сразу, как только температура поднимается выше нуля — иногда уже в феврале-марте, когда лиственные деревья еще спят. Это дает хвойным весомое преимущество в начале сезона.
Защита от животных. Хвоя содержит смолы и другие вещества, которые делают ее малосъедобной для большинства травоядных. Кроме того, колючие иглы — неплохая защита от объедания, особенно в зимний период, когда другой пищи мало.
А как же лиственница?
Есть среди хвойных и исключение — лиственница. Она растет в самых суровых регионах: в Сибири, на Дальнем Востоке, в горах. Ее мягкая хвоя осенью желтеет и полностью опадает, как листья березы или осины. Дерево стоит голым всю зиму.
Почему лиственница «нарушает» правило? Потому что она обитает в местах с экстремально низкими температурами и вечной мерзлотой. Сохранять хвою зимой там было бы слишком затратно: замерзшая почва не дает корням добывать воду, а испарение через иглы продолжалось бы, что привело бы к обезвоживанию и гибели дерева. Сброс хвои — ее способ пережить самые суровые зимы. Весной же она отращивает новую хвою и успевает за короткое северное лето накопить достаточно питательных веществ.
* * *
Ели и сосны не сбрасывают иглы зимой не потому, что они «вечнозеленые» в прямом смысле. Просто их листья-иглы устроены так, чтобы терять минимум воды, не замерзать и продолжать работать даже в холода. А само обновление хвои происходит постепенно, круглый год, незаметно для нашего глаза. Эта стратегия позволяет хвойным деревьям занимать те места, где лиственным выжить трудно: на бедных почвах, на севере и в горах. И если зимний лес кажется мертвым, достаточно посмотреть на ель или сосну — они напоминают, что жизнь продолжается даже под снегом.
Добавить комментарий