Как березы выживают при –60°C: секрет раскрыт

Сотрудники Института биологических проблем криолитозоны СО РАН изучили, как березы адаптируются к экстремальным морозам Центральной Якутии. В одном из самых суровых регионов планеты зимние температуры доходят до –60°C и ниже, однако это не мешает деревьям выживать.

Главные защитники

Главную роль в защите от морозов играют белки-дегидрины, пишет пресс-служба РАН. Высокогидрофильные структуры связывают воду и защищают клеточные структуры от повреждений при обезвоживании и замерзании. Они накапливаются в растениях в ответ на холод, засуху и другие стрессы.

Ученые в течение года собирали в лесопарковой зоне Якутска образцы почек березы повислой (Betula pendula Roth) — одного из лесообразующих видов, у которого здесь проходит северо-восточная граница ареала. С помощью иммунодетекции они идентифицировали две группы дегидринов: низкомолекулярные (15–21 кДа) и среднемолекулярные (66–69 кДа).

Исследователи заметили четкую сезонную динамика низкомолекулярных дегидринов. Весной они полностью исчезают за счет движения соков и распускания почек. В конце августа — начале сентября появляются вновь, их количество быстро нарастает к октябрю и остается стабильно высоким всю зиму, с ноября по февраль.

Индивидуальные различия и связь с водой

У разных берез набор дегидринов различается: у многих присутствовали дополнительные изоформы (15 и 18 кДа). Наиболее стабильно и в большом количестве у всех берез присутствовал дегидрин с массой 17 кДа.

Летом в почках содержится 50-60% воды. Осенью, с появлением дегидринов, количество жидкости снижается до 35-40% и остается на этом уровне всю зиму. Весной, когда дегидрины исчезают, оводненность снова возрастает. Дегидрины работают как «молекулярные губки»: связывают оставшуюся воду и не дают кристаллам льда повредить клетки.