Закрученные деревья

На фото — остов старого дуба черешчатого (Quercus robur) с винтообразно закрученной древесиной. Коры у этого остова давно нет, древесина оголена и винтообразная текстура хорошо видна. А пока деревья живые и покрыты корой, эта особенность не всегда заметна: кора чаще всего растет ровно.

Такая разница в пространственной ориентации волокон (сильно вытянутых клеток) древесины и коры возникает, вероятнее всего, из-за относительной независимости формирования этих структур. А также в соответствии с разными функциями. Древесина нарастает за счет камбия — образовательного слоя активных клеток, расположенного между древесиной и лубом. Он-то и несет ответственность за закручивание древесинных волокон. Кора же нарастает из феллогена, размещенного с внешней стороны камбия. Опосредованно элементы коры от камбия зависят, поскольку камбий формирует луб, а из его клеток в дальнейшем нарастает феллоген. Камбий формирует клетки древесины, по которым идет восходящий поток (вверх по стволу) воды и питательных веществ, феллоген же формирует клетки коры, по которым идёт нисходящий поток (от листьев к корням). Соответственно, и нарастание этих структур имеет отличия.

Упавший ствол клена остролистного (Acer platanoides), хорошо видна скрученность древесины и ветвей, при этом на сохранившейся коре скрученности нет. Фото Татьяны Натальиной

Спиральная закрученность волокон древесины — совсем не редкость в растительном мире и встречается регулярно. Другое ее название — тангенциальный наклон волокон, или косослой. Его относят к порокам древесины, поскольку такую древесину трудно обрабатывать. Хотя текстура косослойной древесины очень красива и в руках мастера превращается в истинное произведение искусства.

На Среднем Урале в течение нескольких лет проводились наблюдения за сезонным поворотом растущих слоев древесины в массивах сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). И результат подтверждает ранее высказанный тезис о том, что рост волокон нового слоя древесины под углом — cкорее правило, чем исключение. В одном из исследований ученые сравнивали скрутку по сезонам: выяснилось, что за вегетационный период (пока деревья растут) закрутились слои нарастающей древесины более чем у половины обследованных деревьев, причем одни предпочитали крутиться по часовой стрелке, другие — против. В следующем сезоне часть деревьев поменяла ориентацию, некоторые же продолжали закручиваться в ту же сторону. Если в комфортный сезон угол поворота составляет 0,3°, то в жаркое и сухое лето он в среднем увеличивается до 1,4°.

Деревья меняют направление закручивания древесины. На фото — засохший граб. Фото Татьяны Натальиной

Такая интересная тема не могла быть оставлена без внимания, и явление было более подробно исследовано еще в течение двух сезонов. Замеры поворотов растущего слоя древесины проводились уже 5–6 раз за сезон и на каждом дереве с четырех сторон. В результате оказалось, что волокна древесины прямо-то практически и не растут, а растут преимущественно под углом, поворачиваясь по часовой стрелке или против, потом меняют направление (или не меняют). При этом между направлением и величиной скручивания на разных сторонах дерева согласованность наблюдается только в половине случаев. Вторая половина демонстрирует широкое разнообразие направлений и величин поворота нарастающей древесины на разных сторонах ствола, придерживаясь, однако, некоторой увязанности на смежных участках.

Ученые полагают, что нарастание новых слоев древесины под углом объясняется механическими напряжениями, возникающими между соседними участками из-за неоднородности увлажнения. Возможно, закручиванием древесины растение решает проблему эффективного распределения восходящих потоков жидкости. Опыты по введению в древесину красителей показали разные варианты перемещения жидкости по ксилеме, но почти во всех вариантах просматривается спиралевидность.

Подъем растворов красителей в стволах стоящих деревьев после инъекций радиально у основания ствола. A — малый угол; B — изгиб; C — сдвоеннный поток; D — поворот спирали влево; E — поворот спирали вправо. Рисунок из статьи E. R. Zürcher, 2020. Water in Trees. An essay on astonishing processes, structures and periodicities

То есть рост новых тканей под некоторым углом для дерева — обычен и жизненно необходим. При этом большинство деревьев, закручиваясь то в одну, то в другую сторону, так или иначе выравнивают текстуру. Но встречаются индивидуалисты, продолжающие упорно закручиваться в одну сторону.

Рост древесины под углом иногда приводит к закрученности ветвей. Ветви не растут спирально, а обладают удивительной корявостью. Ландшафтные дизайнеры давно и активно используют в озеленении сорта ивы и лещины с корявыми ветвями, демонстрирующие зимой потрясающую графику. Например, плакучая ива сорта Тortuosa и лещина обыкновенная сорта Contorta — очень крученые растения.

Ветви лещины сорта Contorta. Фото с сайта plants.ces.ncsu.edu

Но, как и в случае с еще одной необычностью роста побегов — фасциацией (см. картинку дня Фасциация), причины таких крайностей неясны. Теории существуют самые разные: влияние внешних факторов (дисбаланс питательных веществ, климат, водообеспечение и прочее), наследственность, вирусы — они, бывает, самым непредсказуемым образом влияют на развитие растений.

В случае с дубом на главном фото определяющими факторами для спирального роста, возможно, послужили крутой склон и открытое пространство. Деревья вокруг молодые и в процессе роста дуба их еще и в планах не было. Одинокий дуб под главенствующим в долине ветром, при дефиците влаги на крутом склоне нарастил спиральную древесину и приобрел большую устойчивость по сравнению со своими прямолинейными сородичами. Деревья на склонах, открытые всем ветрам, зачастую дополнительно «упрочняются». Снабжать более или менее равномерно ствол влагой, поступающей от корней не по всему периметру, дереву так тоже, видимо, удобнее.

Фото Татьяны Натальиной, Краснодарский край, июль 2023 года.

Татьяна Натальина