В начале апреля мы со студентами наблюдали интересную сцену из жизни подмосковного леса: длиннохвостые синицы, или ополовники (Aegithalos caudatus), нашли ранку на стволе остролистного клена (Acer platanoides) и пили стекающий из нее древесный сок. Птицы подлетали по очереди, а иногда и по две одновременно, цеплялись коготками за кору дерева и погружали крошечные клювики в струящуюся по стволу жидкость. Вообще, ополовники — это преимущественно насекомоядные птицы, которые даже зимой отыскивают зимующих в щелях коры членистоногих и лишь иногда прилетают на кормушки и склевывают различные фрукты и ягоды. Однако дополнительные источники энергии не бывают лишними, особенно в конце затянувшейся зимы.

Длиннохвостые синицы пьют пасоку остролистного клена

Длиннохвостые синицы пьют пасоку остролистного клена. Фото © Вероника Самоцкая, Московская область, лес недалеко от станции Гжель, 4 апреля 2018 года

Весенний древесинный сок, или пасока, содержит много органических веществ — гораздо больше, чем тот же сок летом и осенью. Самая известная пасока — березовый сок; многие также пробовали кленовый сироп, который делают из пасоки канадского сахарного клена. Основное питательное вещество пасоки клена — сахароза, ее содержание достигает 3%. По-видимому, сахар образуется из запасов крахмала, накопившегося к осени в живых клетках сердцевинных лучей древесины, а с приходом весны сахароза отчасти расходуется на питание распускающихся листьев.

Acer pseudoplatanus

Микрофотографии срезов веточек клена ложноплатанового (Acer pseudoplatanus) при увеличении в 140 раз: 1 — осень, период запасания крахмала; 2 — зима, полный покой, крахмал исчез: по-видимому, основная масса крахмала перешла в сахарозу — возможно, для того, чтобы понизить температуру замерзания воды в древесине; 3 — начало марта, частичное восстановление запасов крахмала; 4 — конец апреля, время раскрытия почек — запасы крахмала снова тают. Возраст веточек — 1–2 года. Крахмал окрашен йодом (темные пятна). Stone cells — склереиды, fibers — волокна, phloem rays — сердцевинные лучи древесины, cambium — камбий, xylem parenchyma — паренхима древесины. Фото из статьи S. Essiamah, W. Eschrich, 1985. Changes of Starch Content in the Storage Tissues of Deciduous Trees During Winter and Spring

Хотя весенний сок вытекает из ранки дерева довольно быстро, это не значит, что он с такой же скоростью движется от корней к почкам. Движение сока внутри дерева медленное и ускоряется только тогда, когда листья раскрываются и начинают интенсивно испарять воду — тогда уже сок не капает из ранок. Видимый «плач» деревьев объясняется высоким корневым и стеблевым давлением: в древесине корня больше растворенных веществ, чем в почвенной воде, а в древесине стебля растворенных веществ еще больше, чем в древесине корня. Вода идет в сторону большей концентрации растворенных веществ и накапливается в древесине ствола, где и будет оставаться, пока листья не начнут испарять воду.

Фото Вероники Самоцкой, Московская область, лес недалеко от станции Гжель, 4 апреля 2018 года.

Евгения Правдолюбова, Вероника Самоцкая


13
Показать комментарии (13)
Свернуть комментарии (13)

  • Alef  | 18.04.2018 | 16:25 Ответить
    А клен ясенелистный годится?
    Немного порезал, вытек сок. Вроде не горький. А сахарный клён таки другой, у нашего обычного сахара меньше.
    Ответить
  • Юрий Фёдоров  | 19.04.2018 | 02:22 Ответить
    Очень мне всегда трогательными кажутся пояснения типа "вода идёт в сторону... И накапливается...".
    Это же странная штука, её причины и сопутствующие обстоятельства неясны вдребезги, наотмашь!
    Такое "разъяснение" непонятности сопоставимо разве с типичным для телевизионного иностранного научпопа способом, когда про что-то непонятное вместо констатации сути говорят: "это называется так-то"))
    Ответить
    • trvit > Юрий Фёдоров | 20.04.2018 | 13:41 Ответить
      Это обычный осмос.
      Причины и сопутствующие этому явлению обстоятельства можно найти в любом учебнике общей химии, в энциклопедиях и справочниках, да хоть в Википедии — https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%81
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > trvit | 22.04.2018 | 12:49 Ответить
        ну, если б это называлось "обычный протогросмос" - мне бы легче не стало)
        Вот мне кажется, если б это все тут было так уж обычно, то вечный двигатель запросто был бы осуществим.

        Вот, глядите:
        1. Течет жидкость вверх, ибо там концентрация неких растворимых в-в выше, чем внизу.
        2. из древесной ранки жидкость стекает вниз.

        Но ведь снаружи нет еще большей концентрации тех в-в, которые вытянули воду из под земли? отчего жидкость выливается наружу?

        3. Что проще - поставить на ранку мембрану, чтоб проходила только вода, а те самые в-ва оставались на месте - и вечный двигатель готов:
        Вода поднимается внутри столбика с мембранами и хитрым распределением в-в, затем стекает из ранки вниз, откуда обязана благодаря "обычному осмосу" снова подниматься.
        Пока стекает - пусть крутит мельничное колесо!)

        В общем, мне ничего обычного тут не видится))
        Ответить
        • trvit > Юрий Фёдоров | 22.04.2018 | 16:04 Ответить
          1. Насчет "прото…", осмос действительно очень распространенное и ШИРОКОИЗВЕСТНОЕ (хотите верьте, хотите нет) явление (поэтому в популярных заметках на другие темы его расписывать нет смысла).
          Конечно, в любом конкретном случае могут быть нюансы, но переход воды через мембрану в более концентрированный раствор — это именно что САМЫЙ ОБЫЧНЫЙ осмос (подробно рассмотрен что в учебной, что в популярной литературе по общей и физической химиям), а вот как растение это "организует" (клеточная мембрана состоит из липидов:), в ней имеются специальные белки, пропускающие воду, а также соли, аминокислоты и т.д.), и как обеспечивает градиент концентрации (наверное, накачивая сахара из прилегающих тканей (проводящие древесный сок клетки ксилемы мертвые), где они образуются из крахмала, но в конкретных путях движения сахаров я не уверен, это именно что тонкости и не моя специальность) — вот ЭТО нюансы.
          Но тем не менее ничего "странного" в "вода идёт в сторону... И накапливается..." нету — это осмос и создаваемое им давление. Удивление Вы высказывали именно этому моменту.
          2. Название это не только набор букв/цифр/иероглифов/…, это и еще и ориентир для поиска в литературе/Интернете, в той же Википедии процесс описан достаточно просто. Если Вас интересуют конкретные тонкости, то берете профильную литературу.
          3. Вечный двигатель не получится (разве что даровой, но маломощный и ненадолго) — растение тратит энергию (осмос работает на выравнивание концентраций, чтобы поддерживать его длительное время, нужно совершать работу), и вообще осмос обратим (если ему противодействует большее давление, чем то, которое создает он сам; уж про очистку воды обратным осмосом, Вы наверное слышали).
          Ответить
          • Юрий Фёдоров > trvit | 22.04.2018 | 21:41 Ответить
            вот именно это я и имел ввиду, когда просто говорят название какого-то процесса.

            Реально сок поднимается не благодаря осмосу, а благодаря тому, что растение совершает работу по перемещению (и или синтезу) в-в внутри себя так, что вода движется (из-за разности концентраций, и/или по другим причинам) вверх.

            И именно потому вечный двигатель ни в коем случае не получится Никакой -
            ни даже ну очень, как Вы, оказывается, допускаете, ну очень "маломощный" -
            ибо работа по созданию условий, приводящих к подъему жидкости должна быть совершена, и никак иначе эти условия для осмоса самостоятельно возникнуть в растении не могут.

            И еще раз обращу Ваше внимание, уважаемый Трвит, на факт вытекания сока из ранки. Если бы все дело было в осмосе, то сок никуда бы не вытек, ибо снаружи ранки концентрации в-в, вызвавшая подъем воды, ничуть не больше. а, наоборот, много меньше той, которая вытащила воду вверх.

            В лучшем случае вытекла бы лишь тот р-р, который имеется в непосредственно поврежденных при нанесении ранки клетках.

            Остальная жидкость должна остаться за своими мембранами.
            И как только этот р-р вытек, в поврежденных клетках уже не остается тех в-в, высокая концентрация которых затащило воду сквозь мембраны в эти клетки, и жидкость в соседних, неповрежденных клетках должна оставаться.Как минимум до тех пор, пока эти соседние клетки живы и мембраны их функционируют.

            Или осмос позволяет
            вытекать р-ру на любой высоте, где этот р-р образовался
            через те самые мембраны,
            сквозь которые вода туда была затянута осмосом?
            То есть, осмос внутрь втягивает, но ничуть не мешает оттуда той же воде наружу вытекать?
            Если последнее верно, то так ли уж обыкновенен этот осмос?
            Ответить
            • trvit > Юрий Фёдоров | 23.04.2018 | 00:07 Ответить
              1. Маломощный — это было про даровой двигатель, а не вечный, это совсем разные вещи (даровой использует энергию, которую туда не вкладывали специально — ветер, свет, градиент температуры или в приводимом Вами примере энергию текущих в растениях соков). Даровые двигатели возможны, существуют и даже используются, правда ограничено, поскольку обычно маломощные.
              2. Жидкость в тканях растения весьма интенсивно циркулирует, и из клетки в клетку в том числе (собственно весь поток в древесине идет через клетки), если из участка ткани вытекут все соки, то она конечно погибнет, но это надо постараться. Кроме того в древесине транспорт идет через уже мертвые клетки, сахара должны поступать из окружающих их живых за счет ИХ механизмов транспорта.
              3. Никакой локально происходящий физ. или хим. процесс не "знает", что было до и что будет после, или в других местах — это касательно любых мест.
              4. При ранениях мембраны разрушаются, а если Вы имеете ввиду продолжение движения вверх, то воду дальше тянет градиент концентраций (то, что написано в заметке — вверху концентрация еще выше).
              5. Насчет втягивает, но позволяет вытекать.
              Осмос создает избыточное давление, порой в десятки и сотни атмосфер, в растениях что-то порядка — до десятков (у высоких деревьев), причем давление в замкнутой (непроницаемой для воды) по сторонам трубке (это если в растениях, в технике — чаще в резервуаре).
              Грубо говоря растение использует осмос с той же целью что животные пульсацию сосудов — это насос, только устроен и выглядит он иначе. Артериальное давление ведь не мешает течь крови из раны, или насос никак не препятствует течению воды из пробоины в трубе после себя, скорее даже помогает. Так что если "Если последнее верно, то так ли уж обыкновенен этот осмос?" то и в утечках воды из труб под напором есть что-то странное, не находите? Работающие на осуществление осмоса мембраны делают то же, что клапаны вибрационного насоса, если техническая аналогия Вам понятнее биологической. Гуманитарной аналогии придумать не могу.
              Кстати, обычный не часть названия осмоса, это было указание на обыденность явления.
              И да, даже в рамках вузовского курса общей химии (не самого сложного раздела химии, чтобы его понять достаточно хорошо помнить школьный курс) осмос, если не рассматривать биологическую "обшивку", которая для него необязательна, далеко не самое сложное явление. Если сомневаетесь — почитайте про осмос и например, про метод молекулярных орбиталей. И встречается — на каждом шагу (буквально).
              Ответить
              • Юрий Фёдоров > trvit | 23.04.2018 | 14:02 Ответить
                1. Ух ты! Их много? А, простите, что значит "маломощный?"
                Это ужасно интересно!
                Поставить рядом тыщщу маломощных - вот и многомощный получится, разве нет?
                Как с солнечными батареями. Кстати, еще маломощность можно преодолеть не только к-вом, но и качеством - те же солнечные батареи жуть как сильно в этом смысле развились в последнее время.
                Я не шучу, мне и впрямь оч интересна тема.Может, где есть общий обзор этих даровых.
                2. живы или мерттвы клетки, через которые идет транспорт - не столь существенно.
                Важно, если речь об осмосе - наличие мембран.
                Именно и только они разделяют объемы с разной концентрацией в-в. Если мембран нет - осмос не получится. даже самый обыденный)
                нанесли ранку растению - прорвали мембрану. через рваную мембрану осмосу не быть!
                Разве что совершенно необыкновенному?)
                3. этот пункт - к чему это Вы? Кто-то с Вами об этом спорит?
                4. см п.2: внутренним взором вижу дело так, что тянуть через клетку с рваной мембраной осмосом не удастся - ибо разница концентрации не удержится.
                то есть если эта клетка - в цепи, сквозь которую воду тянет осмос, то цепь сия с разрушением стенки этой клетки прервется.
                5. совершенно согласен, осмос, - "это насос, только устроен и выглядит он иначе".
                Потому треснувшая протекающая труба - не для этого случая.
                Да и в случае насоса тоже не все так просто:
                а) Если труба после насоса - часть воды через трещины выходит наружу.
                б) Если труба до насоса - то есть через нее вода всасывается - треснувшая не будет протекать, а наоборот, будет еще и воздух в себя засасывать сквозь трещины.

                В случае осмоса в растении если б ствол даже был сплошной трубой - где-то должна быть наверху мембрана (отделяющая область, где р-р более насыщенный), и тогда ствол - труба, через которую происходит именно всасывание (вариант (б)), и дырка в ней либо будет засасывать воздух снаружи, либо просто сольет столб воды от дырки до мембраны и осмос прекратится.

                Чтобы понять принцип осмоса - точно много знать не нужно, а вот что происходит в дереве когда из ранки течет сок - это куда сложнее.
                Именно потому я и недоволен. когда при описании непростого вопроса в науч-попе ограничиваются применением какого-то термина и предлагают как будто сделать вид, что из-за присутствия этого термина все и ежу стало понятно))
                Ответить
                • trvit > Юрий Фёдоров | 23.04.2018 | 15:00 Ответить
                  1. Часы с самозаводом, наверное, самый распространенный вариант. Ну это если не считать даровыми мельничные колеса и ветряки (обычно не считают). Обзор не укажу, с описанием их вариантов сталкивался очень давно.
                  2. Существенно — в живых сопротивление выше. Тонкостей не помню.
                  3. Труба после насоса, я же так и написал, и вообще осмос впервые в этой "трубе" включается на входе, в корневом волоске, до него трубки нет.
                  И мембрана на осмос в каждой трубке работает не одна, не две, и не сто, а тысячи, минимум. И трубки не сообщаются друг с другом.
                  Представьте себе трубу и в ней много маленьких насосиков (последовательно), которые перегораживают ее ПОПЕРЕЧНОЕ сечение и гонят воду в одну сторону; назад не пропускают, если не придавить так, что расплющатся. Механизм другой, но поток движется примерно так же. Перед любым разрывом трубки в ксилеме есть много насосов, которые не знают, что там дальше, а просто качают. Чтобы разрушить их все нужно раздавить дерево (буквально). Боковое сторона клеток ксилемы в осмосе не участвует непосредственно, а рвется при ранении большей частью именно она.
                  А насчет слов, ну поймите, можно конечно заменить термин чем-то более простым, но это неизбежно приведет к искажению, а давать пояснения каждого слова в тексте, это делать текст еще путанее. И один, очень важный момент — есть вещи которые только словами, "на пальцах", объяснить невозможно, нужны формулы, графики, таблицы. В качестве примера могу привести квантовую механику — чтобы ее понять (насколько это возможно), придется продираться через схемы и формулы, любое словесное описание далеко от них как "ветер дует, потому что деревья машут ветками" от реальности.
                  А еще есть такая "прелестная" для понимания штука — эмпирическая формулы, выведенные из результатов экспериментов и зачастую невыводимые (по крайней мере коэффициенты в них) из законов природы, или каких-либо иных соображений. Почему (в смысле глубинных причин) этот коэффициент в этой формуле именно такой — никто не объяснит, потому что никто не знает. И на этих зависимостях строится проектирование кучи оборудования, в частности тепло- и массообменники, многие виды очистного оборудования (список наверняка не полон, я перечислил то, расчет чего мы изучали). И работает. Принцип "Замолкни и вычисляй" в чистом виде.
                  Ответить
                  • Юрий Фёдоров > trvit | 23.04.2018 | 17:58 Ответить
                    вот она где выяснилась наша с Вами разница в понимании процесса. Если я правильно понял.)
                    Вы пишете: "... есть много насосов, которые не знают, что там дальше, а просто качают."
                    То есть Вы как-то так видите конструкцию, что
                    1. если поставить друг на друга столбиком эти (из тех "много насосов") осмотические насосы,
                    2. на верхний насос просто ппоставить сверху вертикально трубочку, то
                    3. вода по ней будет продолжать подниматься вверх.
                    Так?
                    Потому для вас нормально что, когда порвали боковую сторону одного из этого столбика насосов, то процесс подъема воды не пострадает и будет продолжаться.

                    Вот это совершенно для меня не так.
                    Во-первых, вверх вода из верхнего насоса не пойдет - ибо над верхним насосом нет ни грана высококонцентрированного в-ва, которое могло бы сосать в себя воду через верхнюю мембрану верхнего насоса;
                    во-вторых, когда порвали боковую сторону одного из этого столбика насосов,
                    высоко концентрированный р-р, ("высасывающий" до сих пор воду сквозь нижнюю мембрану из менее концентрированного р-ра нижележащего насосика) в нем моментально исчезнет, ибо вытечет вся эта высокая концентрация на улицу.
                    Концентрация р-ра станет меньше той, что в нижнем насосе и теперь, исходя из осмоса, вода из нижнего в него не пойдет.
                    И раз всасываться вода в этот рваный насосик не будет, и верхнему насосу тоже сосать станет неоткуда.

                    то есть для меня описание процесса "не знают, что там дальше, а просто качают" - в корне неверно, ибо они
                    ничего не качают, а просто
                    - всасывают в себя воду, если по-соседству (то есть где угодно - сверх, снизу, справа, слева!) концентрация р-ра меньше и
                    - не мешают высасывать ее из себя, если по-соседству концентрация р-ра больше.

                    Что я неправильно понимаю?

                    А вот "замолкни и вычисляй" - тот самый, возмущающий меня в статьях принцип. Я его нахожу полезным и нужным только при решении задач.
                    Когда же не нужно срочно вычислить что-то для практиццкого применения, а речь о понимании - то интересно, плодотворно и полезно как раз, наоборот - копаться и разбираться)
                    Ответить
                    • trvit > Юрий Фёдоров | 24.04.2018 | 21:23 Ответить
                      Вот, что Вы не поняли — про насосы это не иносказание. Другой механизм, но тот же результат. При осмосе (любом) возникает избыточное давление со стороны более конц. р-ра, не абстрактное, а вполне настоящее, в данном конкретном случае благодаря большому количеству насосов и их интенсивной работе — атмосферы - десятки атмосфер, его более чем хватит чтобы обеспечить вытекание наружу. Воду там уже не нужно тянуть, чтобы ток продолжился — она под напором.
                      Ответить
                      • Юрий Фёдоров > trvit | 25.04.2018 | 05:28 Ответить
                        Кажется мне, что Вы мистик!
                        Под каким напором она? Если соломинку перегорожу дважды мембранами, а между ними сахара кусок запру, то туда вода будет засасываться и с одной мембраны и с другой внутрь, в межмембранный участок, где сахар лежит.
                        Если же вода будет только со стороны одной из этих мембран - то после засасывания воды в межмембранье на второй мембране вода не появится. Т.к. там, за нею, нет снаружи сахара, который бы создавал более концентрированный р-р. Вода ведь движется, если речь идёт об осмосе, только туда, где концентрация выше.
                        Другое дело - давление. Но давление во все стороны, и давление не между клетками, а внутри клеток деревянной ткани, внутри каждого "насосика". Между мембранами моей соломинки, конечно, возникнет давление, ибо вода туда будет раствором засасываться в стремлении уравнять концентрацию в межмембранном пространстве и за его пределами, то есть (раз снаружи вода чистая) до бесконечности. И это приведёт обязательно к тому что банально лопнет этот пузырь.
                        Но давление-то это будет не "насосное", т.е. не снизу вверх, а совершенно как в воздушном шарике - равно во все стороны. В каждом таком "насосике". То есть это скорее не насосики, а пузырьки, которые надуваются потихоньку.

                        Как я понимаю, когда в дереве ранка, так и происходит - пузырьки-микронасосики" лопаются и рвутся, после этого они перестают, по логике, сосать. (Сосать в себя, а не снизу вверх) Эти клетки лопнули, они не работают, И как я понимаю, они не создают нового сахара, чтоб его высокой концентрацией тянуть воду из соседних клеток, где его концентрация ниже была раньше. А имевшийся ранее сахарный р-р вытек в ранку.

                        Что я не так понимаю?
                        Ответить
                        • trvit > Юрий Фёдоров | 25.04.2018 | 12:50 Ответить
                          1. Нет, я чистый материалист. Я вообще далек от религиозных/гуманитарных тонкостей.
                          Мои аналогии продиктованы тем, что в перечисленных мною примерах поток организован так же.
                          2. На каждом из многих участков (от корня до листа, через КАЖДЫЕ несколько миллиметров поддерживается концентрация сахаров чуть выше, чем на предыдущем уровне, на каждой мембране за счет осмоса давление с верхней стороны чуть выше чем с нижней. В стволе давление в несколько раз (!) выше атмосферного плюс снизу идет поток (растение при этом постоянно накачивает (!, а не кладет туда один раз кусочек) сахар в еще работающие клетки ксилемы, поддерживая оный). Клетки в ране разрушаются, но ниже-то работают, и всегда остаются работающие насосы (кстати, это и называется "осмотический насос"), которые забирают воду (под напором! — в 4-й раз Вам пишу, что при осмосе возникает давление, настоящее, не воображаемое или потенциальное, а такое же реальное, как в водопроводе или поливочном шланге) снизу и которые не могут сбросить ее в бок (некак и некуда), и она гонится вверх, продолжая вытекать несмотря на отсутствие там более высокой концентрации (я не для красного слова приводил пример с кровотечением и пробоиной в трубе — еще раз подчеркиваю, разница ТОЛЬКО в механизме создания давления, всё, других различий с точки зрения поведения потока нет). Ну да жидкость давит во все стороны, но течь при нарушении целостности трубки будет туда, где есть место, т.е. в рану. А в целой трубке ее направляет осмос. В стороны из клеток ксилемы вода уйти не может (там целлюлоза, а где нет целлюлозы, плазмалемма по бокам клеток для воды непроницаема). Вы рассматриваете раненый участок в отрыве от растения, а надо помнить, что остаются целые участки.
                          Уцелевшим клеткам гибнуть причин нет, над ними инфильтрованный из них раствор, в который они продолжают выдавливать (это не метафора — верхняя мембрана для воды проницаема, снизу давление намного выше) из себя лишнюю воду. Они не знают, что то, что выше погибло и продолжают работать.
                          Вы думаете, что мембрана — это мембрана, клетка — это клетка и т.д., свойства в общем идентичны (судя по Вашим ответам). А это, мягко говоря не так — разные (даже соседние) клетки могут работать по-разному, у разных участках мембраны даже в одной клетке проницаемость для одних и тех же веществ может различаться в сотни раз, плюс даже растения при необходимость ряд этих параметров могут менять в зависимости от внешних условий (не мистика, а фитогормоны). И да у растительных клеток ДВЕ оболочки — разные по свойствам, и внешняя покрывает рассматриваемые нами клетки ксилемы только со сторон.
                          Как именно глубоко и какими способами распространяется повреждение в глубь ткани при ранении — это надо узнавать, наверное у специалистов по цитологии растений. Чтобы понять ответ (по-крайней мере правильно), скорее всего придется изучить соответствующий курс биофака. Во всяком случае в читанных мною в свое время интереса ради учебниках ботаники (для биологов) (чтобы не утверждалип, что выдумываю даю исходные данные П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника. Том 1 - Мир (1990) и его же том 2) этот вопрос не рассматривался. Организация транспорта в ксилеме рассматривалась (том 2, глава 27, сс. 158-168, чтобы понять надо прочитать том 1, главу 4), а какой по толщине слой клеток отмирает после ранения — нет.
                          Засим откланиваюсь. Может профессиональная литература послужит более надежным источником, чем незнакомый комментатор, объяснить с минимальным использованием терминологии я отчаялся. Зато Вы можете быть уверены, что там без искажений аналогиями, которые Вам так не нравятся.
                          Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»