Почему ёлки зелёные? Учёные раскрыли секрет хвойных деревьев

Этому дереву 9550 лет. Такие цифры выдал радиоуглеродный анализ. Это обыкновенная сосна, Pinus sylvestris. Она растёт по всей Евразии. Конкретно этот экземпляр нашёл профессор шведского Университета Умео Лейф Куллман на горе Фулуфьеллет в центре страны. Он назвал его Старым Тикко (в честь своей собаки). Теперь это одна из главных достопримечательностей расположенного в тех местах национального парка. По оценкам исследователей, старейшее из известных отдельно стоящих деревьев.

Не в последнюю очередь из-за него биологи из того же университета задались вопросом о секретах живучести хвойных. Больше всего их интересовало, что именно происходит внутри иголок зимой. И дело не только в промёрзшей земле и, как следствие, полном отсутствии воды. Как с этим справляются вечнозелёные, вполне понятно — для того природа и наградила их тонкими иголками вместо плоских листьев. Меньше площадь поверхности — меньше испарения. Плюс слой воска на каждой иголочке. Но есть ещё одна проблема. На самом деле тяжелее всего хвойным деревьям приходится даже не зимой, а ранней весной. Ещё очень холодно, а солнца уже довольно много. И это весьма неудачное сочетание: интенсивный свет в морозные дни может навсегда разрушить белки, необходимые для фотосинтеза. Спрашивается, как же хвойным удаётся этого избежать?

Учёные три зимы подряд рассматривали сосны в микроскоп. Как они подчеркнули, работать приходилось не где-нибудь в тёплой лаборатории, а прямо на морозе. Чтобы увидеть, что творится в хвоинках в условиях суровой зимы.

Как выяснилось, хвойные деревья зимой переходят на особую — "сокращённую" — схему фотосинтеза. Надо сказать, это вообще невероятно сложный процесс. В растениях работают два совершенно разных светособирающих комплекса: фотосистема I и фотосистема II. Правда, в порядке очерёдности получается, что сначала запускается вторая, а потом первая. Фотосистема II вырабатывает кислород из воды. Фотосистема I участвует в преобразовании углекислого газа. Летом действуют оба аппарата, но зимой они полноценно работать не могут — как минимум потому, что нет доступа к воде в жидком виде. Возникает вопрос: что делать с весенними лучами? Как установили учёные, хлорофиллы в фотосистеме II поглощают свет, но для собственных процессов его не используют, а передают энергию фотосистеме I. Измерения показали, что как раз ранней весной в фотосистему I поступает максимум "донорского" света. А там вся эта энергия рассеивается специальным пигментом. Таким образом удаётся благополучно пережить мороз и солнце и дождаться потепления, чтобы снова начать выработку кислорода.

Биологи уверены, что без этой способности хвойные деревья не могли бы оставаться вечнозелёными и выживать там, где другие растения жить не могут. А без них на Севере не могли бы выжить и люди — это был и материал для строительства домов, и дрова. И, наконец, ещё один занятный вывод учёных: трудно представить, что бы мы наряжали под Новый год, не будь на свете хитрого зимнего фотосинтеза.