Деревья научились «задерживать дыхание», чтобы избегать дыма от лесных пожаров

Деревьям, как и людям, тоже не нравится дышать дымом от пожаров. Но что происходит с теми, кто не может укрыться или сбежать от гари?

На поверхности листьев растений есть поры — стоматы. Они похожи на наши рты, только люди вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ, а растения наоборот — вдыхают углекислый газ и выдыхают кислород. Однако в отличие от людей, листья вдыхают и выдыхают одновременно, постоянно вбирая в себя и выпуская атмосферные газы.

В начале 1900-х годов ученые, изучавшие деревья в сильно загрязненных районах, обнаружили, что у деревьев, хронически подвергавшихся воздействию загрязнения от сжигания угля, стоматы забиваются черными гранулами. Они заподозрили, что вещество, содержащееся в этих гранулах, частично создано самими деревьями, но проверить догадку тогда не было возможности.

Другое исследование было посвящено сельскохозяйственным культурам в Калифорнии. Оно показало, что дым рассеивает свет таким образом, что растения становятся более эффективными в фотосинтезе и росте. Эксперименты, в которых растения подвергали воздействию искусственного дыма, продемонстрировали падение продуктивности растений во время и после воздействия дыма, но через несколько часов они восстанавливались.

Когда дым от лесных пожаров распространяется на большие расстояния, он нагревается под солнечными лучами и подвергается химическим изменениям. Смешивание летучих органических соединений, оксидов азота и солнечного света приводит к образованию приземного озона, который может вызывать проблемы с дыханием у людей. Он также может нанести вред растениям, разрушая поверхность листьев, окисляя ткани растений и замедляя фотосинтез. Другие соединения, в том числе оксиды азота, также могут вредить растениям и снижать фотосинтез.

Все исследования по теме говорят о том, что растения реагируют на дым лесных пожаров, но пока недостаточно изученными способами. Сделать это в природе очень сложно: лесные пожары трудно предсказать, а находиться в задымленных условиях небезопасно.

Впрочем, некоторые научные выводы все же есть. Экологи в Скалистых горах Колорадо случайно сделали тесты по измерению фотосинтеза во время лесного пожара. Они обнаружили, что поры сосен полностью закрылись, и фотосинтез находился на практически нулевом уровне. Выделение листьями летучих органических соединений также было минимальным. Это означает, что листья не «дышали». Очистив «дыхательные пути», экологи увидели внезапное улучшение фотосинтеза и всплеск выделения летучих органических соединений.

Есть три возможных объяснения. Частицы дыма могли покрыть листья, создав слой, который не позволяет порам открыться. Дым также мог проникнуть в листья и закупорить поры, сделав их липкими. В противном случае листья могли сами физически отреагировать на первые признаки дыма и закрыть поры до поступления вредных веществ, пишет Live Science.