16.04.2013

Страдающие от засухи деревья испускают ультразвук

Шум такого рода, предположительно, можно использовать для выявления состояния целых групп и отдельных деревьев, находящихся на грани гибели от засухи, пишет National Geographic.

Александр Пономаренко (Alexandre Ponomarenko) из Гренобльского университета (Франция) утверждает, что деревья в условиях высокого уровня стресса, вызванного засухой, издают звуки, которые можно зарегистрировать и использовать как признаки опасного для растения дефицита воды.

Почему это происходит? В стволе дерева вода и ряд веществ поднимаются по сети ксилемных сосудов от корней к верхушкам. Поскольку деревья высоки, то, чтобы доставка воды сработала, давление в сосудах может во много раз превосходить атмосферное. Но, как и в трубочке для коктейлей, когда вода в сосуде заканчивается и её уже не хватает для заполнения всей ёмкости, может начаться образование пузырей. В итоге при дефиците влаги в ксилеме запускаются кавитационные процессы, которым дерево почти не способно противостоять. И если их масштаб слишком велик, дерево окажется травмировано или даже погибнет, как и человек в случае газовой эмболии, когда пузырьки воздуха в кровеносной системе наносят серьёзнейший вред кровеносным сосудам.

Чтобы выявить кавитацию в тканях дерева, учёные под руководством г-на Пономаренко использовали кусок ствола сосны, помещённый в гель, призванный моделировать среду внутри живого растения. Затем из геля постепенно выводили воду, имитируя условия засухи. Одновременно образец снимали скоростной камерой и записывали идущие от него звуки на микрофон.

И вот что удалось выяснить: возникновение пузырей, регистрируемых камерой, и звуки кавитационной природы совпадают по времени, и последние отвечают за 50% звуков в ультразвуковом диапазоне от растения. Остальная половина приходилась на посторонние процессы, такие как попадание воздушных пузырьков в клетки, соседние с ксилемными сосудами.

Учёные полагают, что микрофоны, настроенные на подобные звуки, вполне способны помочь в обнаружении симптомов засухи у ещё здорового на вид дерева, в том числе в биоценозах, где такие растения находятся на грани вымирания из-за участившихся в последние десятилетия засух, связанных с глобальным потеплением.

Отчёт об исследовании представлен на заседании Американского физического общества.

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru