Ученые установили, что эволюция деревьев могла быть обусловлена не только борьбой за свет, но и необходимостью выживать в условиях засухи и нарушений в водоснабжении.
Международная команда ученых пришла к выводу, что эволюция деревьев могла быть вызвана в первую очередь необходимостью выживания в условиях засухи. Это исследование ставит под сомнение традиционное мнение о том, что деревья возникли в основном для того, чтобы выиграть конкуренцию за солнечный свет. Результаты работы опубликованы в международном рецензируемом журнале Current Biology.
Дерево — это не только ствол и древесина
Авторы предлагают пересмотреть само определение дерева. По их мнению, ключевой особенностью древесных растений является не наличие ствола или древесины, а способность в течение всей жизни постоянно наращивать и обновлять ткани, по которым происходит транспортировка воды.
С увеличением размеров растения задача доставки воды от корней к листвам становилась все более сложной. Особенно остро эта проблема проявлялась в условиях засухи.
Ключевую роль в этом процессе играет ксилема — система микроскопических трубочек, по которым вода поднимается вверх. При нехватке влаги в этих каналах могут образовываться пузырьки воздуха (эмболии), которые блокируют движение воды. Если такие закупорки охватывают всю водопроводную систему, растение может погибнуть из-за гидравлического коллапса.
Водонепроницаемые заслонки
Исследователи полагают, что древовидные растения нашли элегантное инженерное решение данной проблемы. Вместо единой непрерывной системы они постепенно разделили сеть водопроводящих тканей на отдельные участки, что ограничивает распространение повреждений.
Авторы сравнивают этот механизм с электрической сетью, где автоматические выключатели локализуют неисправность, или с кораблем, разделенным на водонепроницаемые отсеки: выход из строя одной части не приводит к катастрофе всей конструкции.
По мнению ученых, именно необходимость одновременно обеспечивать транспортировку больших объемов воды и защищаться от гидравлических отказов могла стать одной из ключевых движущих сил эволюции деревьев. Анализ показал, что аналогичная стратегия возникала независимо на различных этапах развития древесных растений.
Одна и та же стратегия неоднократно возникает на протяжении всей истории деревьев.
Фото: hi-tech.mail.ru
