Лесной великан. Тайны гигантской секвойи
Ученые раскрывают новые удивительные факты из жизни гигантской секвойи, измеряя ее сантиметр за сантиметром.
Рассказывает Дэвид Куаммен. B национальном парке Секвойя на юге горного хребта Сьерра-Невада есть место, куда приводят все тропы. Там на ровном пологом склоне на высоте 2100 м над уровнем моря растет исполинское дерево. Его красновато-коричневый, будто выкрашенный охрой ствол покрыт несколькими слоями морщинистой коры. Диаметр ствола у основания составляет 8 м: мог бы уместиться целый обеденный зал! Чтобы увидеть верхушку или рассмотреть форму кроны, приходится до боли в шее запрокидывать голову. И все равно охватить взглядом громадное дерево практически невозможно.
У этого дерева есть имя – Президент. Так нарекли гигантскую секвойю, или, правильнее, секвойядендрон (Sequoiadendron giganteum), девять десятков лет тому назад в честь американского президента Уоррена Хардинга.
Диаметр ствола у основания гигантской секвойи составляет 8 метров: на срезе мог бы уместиться целый обеденный зал.
Это едва ли не самое огромное дерево на Земле, хотя и не абсолютный чемпион. Недавние исследования, проведенные Стивом Силлеттом из Университета Гумбольдта и его коллегами, подтвердили, что Президент занимает второе место среди всех когда-либо измерявшихся больших деревьев – а надо сказать, команда Силлетта поработала изрядно. Хотя Президент и ниже самых высоких из редвудов (секвойя вечнозеленая, Sequoia sempervirens) Тихоокеанского побережья Северной Америки или королевских эвкалиптов Австралии, зато это дерево гораздо толще, чем любой редвуд или эвкалипт. Его верхушка, пораженная молнией, возвышается на 75 метров над землей, и примерно на половине этой высоты от ствола расходятся четыре исполинские ветви, каждая сама размером с приличное дерево. Венчает их густая крона, грибовидным облаком повисшая в небе. Хотя ствол Президента не такой громадный, как у самого большого секвойядендрона – Генерала Шермана, крона у него более раскидистая, а ветви покрыты почти двумя миллиардами листьев.
Высота и широкая крона – оружие в борьбе за существование. Дерево тянется ввысь и разрастается вширь, отвоевывая себе место под солнцем и достаточное количество влаги. Более того, в отличие от наземных млекопитающих и птиц, чей рост сдерживает сила тяжести, деревья не перестают расти даже тогда, когда достигают зрелости. Сила тяжести влияет и на них, но иначе, чем, скажем, на кондора или жирафа. Дереву нет нужды передвигаться, и потому оно укрепляет свой остов, постоянно наращивая слои древесины. Вынужденное постоянно добывать средства к существованию то с неба, то из почвы, со временем дерево может достигнуть неимоверной величины и – при этом продолжает расти.
Гигантские секвойи такие огромные, потому что они очень-очень древние. А древние они потому, что никакие опасности им не страшны: они такие мощные, что устоят под любыми ветрами; их древесина и кора содержат дубильные и другие вещества, защищающие от грибкового гниения и жуков-точильщиков, а толстая кора и в огне не горит. Низовые пожары даже полезны для секвойи: они уничтожают конкурентов, помогают шишкам раскрыться и создают благоприятные условия для молодой поросли, которая купается в солнечном свете и удобряется питательной золой. Во взрослое дерево может ударить молния – но, как правило, это не смертельно. Так гиганты и живут век за веком, становясь все старше – и все больше.
Конечно, существует одна опасность, которая подстерегает большие деревья, – вырубка леса. Сколько гигантских секвой пало под ударами топоров в конце XIX и начале XX века! Но древесина древних великанов оказалась такой хрупкой, что при ударе о землю стволы зачастую разваливались на куски, а уцелевшие части совсем не годились для строительства.
Из древесины гордых секвойядендронов делали дешевую кровельную дранку, заборный штакетник, подпорки для виноградной лозы и тому подобные «мелочи». И ради этого приходилось обрабатывать бревна шестиметровой толщины! Цельные они или поломанные, по большому счету, все равно. Игра явно не стоила свеч. В 1890 году был основан национальный парк Секвойя (первый среди подобных), куда тут же хлынула волна туристов на автомобилях. Вскоре стало ясно: гигантские секвойи куда интереснее, пока они живы.
Секвойи способны выдержать несколько месяцев в условиях морозного климата. Такова их естественная среда обитания, и они должны быть крепкими и закаленными, чтобы пережить долгую суровую зиму. Когда температура падает ниже нуля, снег белым покрывалом окутывает ствол и тяжелыми шапками ложится на ветви. Но деревья стойко несут бремя, не страшась никаких невзгод. «Это настоящее снежное дерево, – сказал Стив. – Вот что такое секвойя».
С возрастом может увеличиваться не только высота и общая величина дерева, но даже скорость роста! Пожилой исполин вроде Президента за год прибавляет в объеме древесины больше, чем крепкое молодое дерево. Новая древесина усиливает ствол и наращивает ветви: ствол становится толще, а крона – гуще.
Это открытие противоречит известной аксиоме лесной экологии, которая гласит: чем старше дерево, тем меньше древесины оно производит. А ведь, исходя из этого ошибочного положения, лесоводы рекомендовали вырубать старые деревья. Возможно, где-то какие-то деревья и подчиняются этому правилу, но не гигантские секвойи и не другие великаны вроде редвуда. Силлетт и его команда опровергли старую истину, сделав то, что до них никто и никогда не делал: они облазили огромные деревья в буквальном смысле вдоль и поперек и замерили каждый сантиметр.
Заручившись согласием и одобрением Службы национальных парков, ученые переквалифицировались в древолазов-высотников и «сняли мерки» с Президента. Это смелое предприятие было частью масштабного долгосрочного проекта по изучению влияния климатических изменений на гигантские секвойи и редвуды. Силлетт и его коллеги обвязали канатом крону Президента и подвесили к ветвям альпинистские веревки, не забыв принять все меры предосторожности, чтобы не повредить камбий дерева – зону роста между корой и древесиной. Облачившись в страховочную экипировку – ремни и шлемы, – ученые полезли наверх. Они измерили ствол на разной высоте, определили размеры больших и малых ветвей и наростов на стволе – капов, подсчитали количество шишек и при помощи бурава, предварительно простерилизовав его, взяли образцы сердцевины. Затем они ввели полученные цифры в общую компьютерную базу данных по гигантским секвойям и обработали всю информацию. Так стало известно, что Президент состоит из по меньшей мере 1530 кубических метров древесины и коры. Кроме того, выяснилось, что этот мастодонт, прожив на свете без малого 3200 лет, до сих пор растет, причем довольно быстро. Он все еще поглощает огромное количество углекислого газа, преобразуя его в целлюлозу и другие органические вещества. Рост дерева прерывается, лишь когда наступают холода и выпадает снег. Совсем не плохо для старика!
Таково чудесное свойство гигантских секвой. «Та часть со стволом и ветвями, которую мы видим на поверхности земли, целых полгода вообще не растет. В снегу деревья впадают в зимнюю спячку», – рассказывает Силлетт. И хотя вегетационный период у них короче, они достигают более внушительных размеров, чем их самый крупный сородич – редвуд.
Царица пустыни – Вельвичия удивительная
В мире немало растений, приспособившихся к суровым условиям знойных пустынь. Все растения, произрастающие в засушливых районах Земли, объединены в группу под названием ксерофиты. Самые известные из них – это кактусы и суккуленты, которые многими выращиваются как комнатные растения. Однако есть в группе ксерофитов такие растения, о которых мало кто слышал, а воочию вообще видели единицы.
Одно из таких растений – Вельвичия удивительная, крайне выраженный представитель ксерофитов. Название удивительная, как и звание царицы пустыни, Вельвичия заслуживает хотя бы потому, что она не похожа ни на одно из всех известных растений в мире. Она одна в своем роде. В отряд Вельвичиевые входит всего одно семейство, один род, один вид – это, собственно, и есть Вельвичия удивительная.
Ее жизненную форму никак не назовешь ни травой, ни кустом, ни деревом, хотя в ботанической классификации она обозначена как реликтовое дерево. Увидеть, как растет необычное растение можно только отправившись на юг Анголы или в Намибию, каменистую пустыню Намиб, узкой полосой протянувшуюся по побережью Западной Африки. Но если вам повезет, вы можете встретить ее в какой-нибудь оранжерее, так как с недавних пор ее стали культивировать.
Находка века
Ученый мир узнал о Вельвичии не так давно, всего лишь в XIX веке. А нашел ее австрийский профессор ботаники Фридрих Вельвич. В процессе изучения ангольской флоры он наткнулся на необычное растение. Повидавшему в своей жизни различных представителей флоры, профессору казалось, что такое и придумать невозможно.
Он увидел нечто похожее на пень или одревесневший обрубок овальной формы диаметром более метра, от которого в обе стороны исходило два огромных буро-зеленых листа. Вельвич аккуратно развернул и измерил один лист – он оказался больше 2 м. Частыми сильными ветрами листья были разорваны на множество тонких лент, которые спутались и переплелись между собой, напоминая щупальца осьминога. Впоследствии эту находку ботаники назвали открытием века.
Как выглядит царица
Издалека кажется, что у растения много длинных листьев, но на самом деле их всего два, и они растут на протяжении всей ее растительной жизни, прибавляя по 8 – 15 см в год. В научных трудах был описан гигант с длиной листьев более 6 метров и шириной около 2 метров. А продолжительность ее жизни настолько велика, что и поверить трудно. Хотя Вельвичия и считается деревом, но годовых колец, как на стволах деревьев, у нее нет. Ученые определили возраст отдельных, самых больших, Вельвичий радиоуглеродным методом – оказалось, что некоторым экземплярам около 2000 лет!
Бóльшая часть широкого ствола находится под землей, а над поверхностью он выступает всего на 30–50 см. Причем ствол книзу сужается и переходит в толстый стержневой корень, достигающий иногда трехметровой длины. Получается, что это дерево-карлик растет вниз! Ведь у обычных деревьев самая тонкая часть ствола – это верхушка.
Условия жизни Вельвичии
Как же это растение выживает в условиях самой засушливой пустыни? В некоторых местах Намиб выпадает не более 25 мм осадков в год. Сначала у ученых была версия, что корень растения доходит до грунтовых вод, но она оказалась ложной. Вот тут и открылась еще одна удивительная особенность листьев Вельвичии – способность впитывать влагу.
На всей площади листьев, за исключением засохших кончиков, имеется невероятное количество устьиц (22 000 на 1 см2), которые «открываются» с приходом на побережье густого тумана. Влага, конденсируясь на листьях, поглощается этими самыми устьицами. Конденсация обеспечивает чудо-дереву нужное количество влаги равноценное 50 мм осадков. Туманы в этой области Африки привычное дело – они окутывают побережье почти 300 дней в году. Ветра, дующие со стороны Атлантического океана, гонят туман вглубь материка на 80 – 100 км. Поэтому в тех местах, куда туман не доходит, Вельвичия не встречается, так как там она просто погибнет.
Вельвичия удивительная – барышня гордая. Вместо общественной растительной жизни она предпочитает одинокое существование, т. е. группой она не растет. Цветки у нее похожи на маленькие шишечки, причем в каждой женской шишке (растение двудомное) только по одному семени, и каждое семя снабжено широкими крылышками. Что касается опыления, то мнения ботаников здесь расходятся. Одни считают, что опыление осуществляют насекомые, другие же больше склоняются к действию ветра.
Под охраной закона
Вельвичия находится под охраной намибийского закона об охране природы. Сбор ее семян запрещен без специального разрешения. Всю территорию, где произрастает растение, превратили в Национальный парк Намиб-Науклюфт. Конечно, такому чуду природы нужна защита. К жестким природным условиям она приспособилась, а вот к хищности человека…
Кроме того, Вельвичия увековечена на гербе Намибии, она стала национальным символом государства. Так и должно быть, царице – царский трон.