Лето: Секреты выживания растений и животных в сезон изобилия - Бернд Хайнрих

В это время, под конец октября, многие деревья – красный дуб, осинообразный тополь, яблоня, белая акация и серебристый клен – все еще были полностью одеты в зеленые листья. Другие листопадные деревья, включая белый ясень, вяз и красный клен, листву уже сбросили. Некоторые из сахарных кленов, черемуха и белые березы стояли голые, но кое-где на ветвях еще сохранилось много пожелтевших листьев.

Снегопад очень сильно подействовал на отдельные деревья, но это не было связано с видовой принадлежностью. Деревья, у которых оставались листья, дорого заплатили. Те, что листву сбросили, не понесли ущерба. Тонкие молодые клены и дубки в лесу вокруг нашего дома сломались пополам или согнулись до земли. От старых сахарных кленов с толстыми стволами отломились огромные ветви, другие ветки согнулись и готовы были сломаться. На черемухе поздней около нашего дома тоже оставались листья, и, пока я носил дрова из сарая к плите, три большие ветки треснули и упали с нее – рухнули на землю одна за другой. Из соседнего леса доносилось что-то вроде приглушенных винтовочных выстрелов, за которыми следовали глухие удары: падали высокие тополя. Красные дубы, которые во время сильного ледяного дождя 8 января 1998 года понесли минимальный урон, сейчас пострадали больше всех. Здоровые дубовые стволы от 30 сантиметров в диаметре согнулись и раскололись. Ветки толщиной от полуметра кучами лежали на земле. А вот ни одно дерево из тех, что сбросили листья (это были некоторые клены, черемухи и вишни, тополя и дубы), не пострадало. Как я узнал позже, то же самое произошло везде на севере Новой Англии, особенно на возвышенностях.

Такая же проблема выбора времени стоит перед деревьями в начале лета, что показал случай, произошедший в том же месте 30 мая 1996 года. Обычно в конце мая все деревья уже полностью одеты листвой. Тем вечером пошел дождь и стало холодать. К ночи температура упала немного ниже нуля, дождь перешел в снег. Снег падал и падал, прилипая к мокрым листьям и намерзая на них. Всю ночь температура колебалась около нуля, поэтому снег не таял, но был достаточно мокрым, чтобы налипать. К утру накопилась его критическая масса, и по всему лесу стал раздаваться громкий треск – это отламывались и падали на землю здоровенные ветки. Пострадали все широколиственные (листопадные) деревья, но тех, на которых не было листьев, а также хвойных (хвоя – это мелкие неопадающие листья), это не коснулось. 15 сантиметров снега на земле в такое время года – конечно, дело необычное, но двухсотлетним деревьям уже наверняка приходилось сталкиваться с таким в долгой эволюционной истории, которая их сформировала.

Такие природные «эксперименты» говорят вполне очевидную вещь: деревьям нужен прочный такелаж, чтобы держать листья на свету. Затраты и риски, связанные с этим, диктует конкуренция. Большинство взрослых лесных деревьев рассеяли миллионы жизнеспособных семян и произвели за свою жизнь тысячи сеянцев, но в стабильной популяции только один сеянец вырастет в целое дерево, чтобы заместить родителя. Сеянцы, происходящие от одного дерева (любого), с самого начала напряженно конкурируют друг с другом: только один из них сможет вырасти достаточно большим, пробиться сквозь полог крон и уловить столько солнечной энергии, чтобы тоже произвести семена. При такой конкуренции можно было бы предположить, что деревья должны продолжать расти до самого конца лета. Но рост ствола обычно заканчивается в июне, около середины лета, когда кончики веток одеваются шапочками почек и перестают расти. Эти почки остаются спящими весь остаток лета, пока тепло, а затем всю осень и всю зиму. Как правило, они разворачивают листья и цветки только на следующий год. Почему деревья перестают расти, когда впереди еще по крайней мере три месяца теплой погоды, задолго до того, как им начинают мешать низкие температуры?

У меня нет удачного ответа на этот вопрос. Однако я рассудил, что это некоторым образом связано с поддержкой, которую обеспечивает себе дерево. Я заметил, что вьющиеся растения, такие как девичий виноград и ежевика, продолжают расти все лето, даже после того, как перестают набирать высоту деревья. Вначале деревья напряженно соревнуются за то, чьи листья первыми окажутся выше, кто в первую очередь будет получать солнечный свет, и ранним летом делают спринтерский рывок, когда у них появляются листья и удлиняются ветки. Но потом дереву нужно перераспределить ресурсы и нарастить ствол и ветви в толщину – обеспечить надежную поддержку для новых веток и листьев. Я измерял обхваты пяти деревьев разных видов в течение сезона и обнаружил, что они начали увеличиваться в объеме только после того, как в июне развернули листья, а перестали наращивать толщину ствола к середине июля или к августу. Это противоречит гипотезе о том, что светлые и широкие годичные кольца появляются летом, а темные и узкие – зимой. Может быть, дело происходит летом и осенью? Кусты жимолости за сезон вырастают в длину настолько же, как деревья, скажем, дубы, но в целом жимолость вырастает только до трех, а дуб до 30 метров. Причина в том, что кустарники пускают побеги во всех направлениях и эти побеги отмирают так же быстро, как формируются новые; но деревья растут только в одном направлении, и каждый прирост за один год добавляется к предыдущему.

Для вопроса, сбрасывать ли листья, также имеет значение геометрия кроны. Лиственные деревья распространяют ветви во все стороны и вверх, чтобы захватить наверху как можно больше света. Но под грузом снега на длинные ветви действует огромной силы вращательный момент, который тянет их вниз, пока они не сломаются или не расколется ствол. Такая конфигурация кроны превосходна летом, когда нужно получить максимальное количество солнечного света, но она не способствует тому, чтобы сбрасывать снег. У ели и пихты, наоборот, жесткие, обычно короткие ветви, которые склоняются под нагрузкой, так что снег с них соскальзывает. Эти деревья имеют форму палаток и могут завалиться на сторону, но никогда не трескаются. Коническая форма кроны также может быть полезна, чтобы захватывать солнечные лучи на севере, где солнце светит сбоку и стоит намного ниже, чем в южных районах. Может ли «поведение» листьев быть таким, чтобы необходимость сбрасывать их отпала?

Быстрые реакции, которые возникают у животных, называются поведением, хотя и обусловлены физиологией. У некоторых растений тоже возникают относительно быстрые реакции, и, хотя они основаны на других механизмах, это тоже поведение. Многие цветы поворачиваются вслед за солнцем, чтобы постоянно согреваться. Лист венериной мухоловки за считаные секунды закрывается, чтобы поймать насекомое, которое на него село. Если дотронуться до листа мимозы стыдливой, он тут же опускается и складывается, чтобы стать меньше в глазах животных, которые иначе могли бы его объесть. Я с интересом узнал, что листья рододендронов в горах Северного Китая на зиму свертываются в трубочку (Schaller, 2007). Я не мог поверить своим глазам, когда увидел, как таким же образом скручиваются листья рододендронов двух видов, высаженных у нас на университетском кампусе. При температурах ниже нуля (а в Вермонте много таких дней!) листья опускаются и скручиваются в тугие трубочки наподобие соломинок для коктейлей, а как только прогреваются на пару градусов, сразу разворачиваются, поднимаются до горизонтального положения и выглядят как обычно весной и летом.