Испокон веков деревья служили своеобразными индикаторами смены времен года. Пожелтела листва – наступила осень; опали листья с деревьев – пришло время зимних холодов. Но привычное – не значит известное. Причины и механизмы зимнего сна деревьев до сих пор поняты не до конца.
Все изменения в природе происходят постепенно, и подготовка к очередному этапу идет всегда заранее, когда ничто еще не предвещает перемен. Вот и деревья начинают готовиться к зиме задолго до наступления первых холодов. В середине лета прекращается рост и рождение новых листьев. Внутри, под толстой корой, в оболочках клеток вместо целлюлозы начинает образовываться лигнин – химически устойчивое вещество, определяющее прочность, волокнистость и упругость древесины. В клетках постепенно накапливается стратегический запас – жиры и крахмал. Потихоньку растут и покрываются кожурой почки, принимая характерную куполообразную форму; в них формируются зародыши листьев и цветов будущего сезона. Интересно, что все эти изменения незаметны. Еще зелены и упруги листья, в них еще активно идет фотосинтез – но расти в этом году дерево уже не сможет.
И вот приходит время листопада. В листьях, в том месте, где они крепятся к стволу, появляются особые ферменты и начинают разрушать стенки клеток. Лист лишается зеленого пигмента хлорофилла, в нем быстро накапливаются фенолы. Листья меняют цвет и падают, падают...
Теперь дерево полностью готово к зиме и даже нуждается в некотором заряде холода. Необходимость побыть на холоде, прежде чем начать просыпаться, – одна из загадок дерева. Оказывается, деревья предпочитают спать при температуре около +5°C; в этом случае сон у них самый короткий. Температуры ниже 0° и выше +10° заставляют дерево еще глубже погрузиться в сон.
Но дерево не все целиком засыпает с наступлением зимы. Корни могут расти весь год, если температура и влажность почвы достаточно высока. И для почек зима не время для сна: продолжается деление клеток, и почки увеличиваются в размерах.
К концу декабря дерево необходимый заряд холода получает сполна. Если перенести его в теплицу, наступает медленное пробуждение: разворачиваются листочки и возобновляется рост. Но в природе еще холода, и дерево ждет. Чтобы начать пробуждаться, дереву нужно побыть некоторое время в тепле. Например, вяз начинает распускать листья, только погревшись недели две при 25°C. Удивительная предусмотрительность, основанная на четком «знании» о климатических вероятностях. Действительно, вероятность того, что после двух недель 25-градусной жары опять наступят холода, ничтожна. Хотя, конечно, всякое бывает.
Интересно, что у вяза обнаружена система термочувствительных ферментов. Один набор ферментов активен при +5°С, другой – при +25°. Если температура падает, активность второго набора ферментов снижается, замедляются либо совсем прекращаются контролируемые им реакции. А на первый план выходят реакции группы низкотемпературных ферментов. Так начинается цепочка превращений – подготовка к зиме. Потеплело весной – и бразды правления берут на себя высокотемпературные ферменты, дерево пробуждается.
...Спят деревья зимой. Но в самый разгар зимних холодов, когда, казалось бы, еще ничто не предвещает оттепели, дерево начинает готовиться к новому, неминуемому и прекрасному этапу – весеннему пробуждению. r