Секвойи выращивают странные листья, чтобы высасывать воду из воздуха

Вот как выбирают подходящий лист для работы

Может показаться, что секвойные леса прибрежной Калифорнии с их пышными папоротниками, высокими деревьями и влажным ароматом петрикора не нуждаются в воде, но лето здесь действительно засушливое. Чтобы выжить, деревья Sequoia sempervirens отращивают специальные побеги с листьями, которые собирают влагу из воздуха.

Известно, что многие растения (в том числе секвойи) пьют воду через листья, но «никто так и не понял, как туда попадает вода», — говорит эколог Алана Чин, сейчас работающая в ETH Zürich. Воздействие влаги на листья имеет свои последствия: даже тонкая пленка воды может блокировать поток углекислого газа в отверстия листьев, называемые устьицами, препятствуя фотосинтезу.

Чтобы увидеть, как деревья решают эту дилемму, Чин и ее коллеги забрались на секвойи в различных климатических зонах и собрали образцы ветвей. Вернувшись в лабораторию, они создали туман с помощью увлажнителя и измерили, сколько воды впитали эти лиственные побеги. Они также исследовали поверхность и поперечное сечение листьев, а затем смоделировали движение воды, чтобы увидеть, какие характеристики влияют на поглощение.

Их анализ, опубликованный в Американском журнале ботаники, выявил два различных типа побегов красного дерева. «Осевые» побеги, напоминающие стебли спаржи с листьями, собранными близко к ветке, составляют небольшую часть кроны, но поглощают воду примерно в четыре раза быстрее, чем обычные «периферийные» побеги. Команда подсчитала, что высокое красное дерево впитывает до 13 галлонов воды в час после намокания. В то же время периферические листья обеспечивают фотосинтез благодаря плотным устьицам и восковым водоотталкивающим покрытиям.

Исследование показало, что секвойи в более засушливых южных районах имеют больше осевых побегов, расположенных выше, чем на северных деревьях, что помогает первым вытягивать дополнительную воду из летнего тумана и небольшого дождя. Другие породы деревьев могут иметь столь же специализированные побеги; У сосен, например, есть два типа, которые могут быть аналогичны тем, что растут в секвойах, говорит Чин. Такая универсальность может быть важна в контексте изменения климата, отмечает эколог из Университета Уэйк Форест Картер Берри, который не участвовал в исследовании. «В более засушливом мире, — говорит он, — возможность субсидировать ваш источник воды водой из воздуха становится более важной».

Эта статья была первоначально опубликована под названием «Умные листья» в журнале Scientific American 326, 6, 20 (июнь 2022 г.).

doi:10.1038/scientificamerican0622-20b

Ула Хробак— независимый научный журналист из Рино, штат Невада. Больше о ее работах можно прочитать на ее веб-сайте: ulachrobak.com.

Сара Скоулз

Лорен Леффер

Кейт Эванс

Андреа Томпсон

Мартин Дж. Кернан

Джейкоб Джоб