Исследователи обнаружили, что долголетие пондерозы может зависеть от формы микроскопических клапанных структур между клетками, которые переносят воду через дерево.
Исследование, проведенное выпускницей UM Бет Роскилли и профессором Анной Сала, было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences на этой неделе.
Исследователи измерили скорость роста сосны пондероза разного возраста на двух удаленных участках в Айдахо. Они также изучили структурные особенности ксилемы деревьев – сосудистой ткани, которая переносит воду и минералы через древесину и обеспечивает структурную поддержку.
Их результаты показывают, что одни молодые деревья растут быстро, а другие – медленно. Но старые сосны ponderosa, возраст которых превышает 350 лет, растут медленно по сравнению с более молодыми деревьями, и эти отдельные деревья всегда медленно растут, даже когда они были молодыми.
В отличие от прогнозов, медленнорастущие деревья, старые или молодые, не давали более плотной и жесткой древесины, что могло бы сделать деревья более устойчивыми к болезням или гниению. Вместо этого ключевое различие между быстрыми и медленными гроверами заключается в микроскопической клапанной структуре между клетками, которые переносят воду в древесине, называемой мембраной ямки. Уникальная форма этого клапана на медленнорастущих деревьях обеспечивает большую защиту от засухи, но замедляет перенос воды, ограничивая скорость роста.
«Сосны Ponderosa, как и люди, не могут иметь всего этого», – сказал Роскилли, ведущий автор статьи. "Устойчивость к засухе способствует долголетию, но также замедляет рост. Другими словами, существует фундаментальный компромисс, основанный на структуре ксилемы.
Наше исследование показывает, что быстрорастущие деревья быстро становятся большими, что может быть полезно для молодых деревьев, конкурирующих за ресурсы, но они более уязвимы к засухе и могут погибнуть в более раннем возрасте. С другой стороны, деревья, которые растут медленно, более устойчивы к засухе, что увеличивает продолжительность их жизни."
Роскилли получила степень магистра в области биологии, экологии и эволюции организма в 2018 году, и это исследование является результатом ее работы в Гуманитарно-научном колледже UM.
«Древние деревья особенные по многим причинам», – сказал Сала, профессор Отделения биологических наук UM и адъюнкт-профессор в W.А. Колледж лесного хозяйства и охраны природы Франке. «Они красивы, из них делают музыкальные инструменты высочайшего качества, они помогают поддерживать разнообразие и долгое время хранят атмосферный углерод в древесине.
Но результаты этого исследования также предполагают, что они особенные, потому что управляющие лесами не могут заставить любое дерево пондероза жить веками, как бы они ни старались. Чтобы сосны пондероза стали столетними, их древесина должна обладать этой уникальной структурой."