Как дерево может зимой согревать

Что происходит с деревьями зимой

Содержание статьи

• Что происходит с деревьями зимой
• Почему осенью листопад
• Как меняется зимний день

Как деревья переносят зиму

С наступлением зимы деревья переходят в состояние покоя. Обмен веществ внутри ствола затормаживается, видимый рост деревьев приостанавливается. Но процессы жизнедеятельности полностью не прекращаются. В период длительного зимнего покоя происходят взаимные превращения веществ, правда, с гораздо меньшей интенсивностью, чем летом (Журнал «Химия и жизнь», «Растения зимой», В.И. Артамонов, февраль 1979).

Рост деревьев зимой идет, хотя внешне он практически не проявляется. В холода активно развивается так называемая образовательная ткань, из которой впоследствии возникают новые клетки и ткани дерева. У лиственных пород зимой происходит закладка зачатков листьев. Без таких процессов переход растений к активной жизнедеятельности с приходом весны был бы невозможен. Фаза зимнего покоя – непременное условие нормального роста деревьев в вегетационный период.

Способность деревьев погружаться в состояние покоя развивалась в ходе длительной эволюции и стала важнейшим механизмом приспособления к неблагоприятным и суровым внешним условиям. Сходные механизмы включаются и в другие сложные периоды жизни деревьев, в том числе и летом. К примеру, в сильную засуху растения могут сбрасывать листву и почти полностью прекращать свой рост.

Особенности зимнего покоя у деревьев

Сигналом к переходу в особое зимнее состояние для большинства деревьев становится сокращение длины светового дня. За восприятие таких изменений отвечают листья и почки. Когда день заметно укорачивается, в растениях происходит изменение соотношения между веществами, которые стимулируют процессы обмена и роста. Дерево постепенно готовится к замедлению всех жизненных процессов.

В состоянии вынужденного покоя деревья остаются до конца зимнего периода, постепенно готовясь к полному пробуждению. Если в конце февраля срезать в лесу ветку березы и поместить ее в воду в теплом помещении, через некоторое время почки станут набухать, готовясь дать побеги. А вот если подобную процедуру проделать в начале зимы, береза очень долго не будет распускаться, ведь она уже полностью готова к покою.

Длительность периода зимнего покоя различна для разных видов деревьев и кустарников. У сирени этот период весьма короток и часто оканчивается уже к ноябрю. У тополя или березы фаза глубокого покоя длится гораздо дольше, до января. Клен, липа, сосна и ель способны находиться в состоянии глубокого вынужденного покоя на протяжении четырех-шести месяцев. После зимовки деревья медленно, но неуклонно начинают восстанавливать жизненные процессы, возобновляя свой рост.

Источник

Замерзает ли зимой жидкость в деревьях?

В наших широтах можно сразу понять, когда дерево начинает готовиться к холодам. Оно постепенно сбрасывает листву в осенний период. Но те процессы, которые происходят внутри дерева, еще более интересные. И в первую очередь это касается жидкости, которая есть в любом дереве.

Строение ствола дерева

Ствол – это основной орган растения. Также он является стеблем древовидных или древесных растений. Ствол чаще всего имеет цилиндрическую форму с уменьшением диаметра к верху.

Cтроение ствола дерева

В структуре ствола присутствуют слои:

В сердцевине находится основной запас питательных веществ растения. Иногда здесь содержится влага. Древесина является клеточным слоем, по которому транспортируются минеральные вещества и вода к кроне от корней.

Камбий – слой в стволе, где образуется древесина и луб. Кора – это омертвевшие клетки древесного ствола, расположенные с внешней стороны. С ростом дерева кора становится более жесткой и начинает трескаться. Основная задача этого слоя – защита древесины и сердцевины от намокания и температурных перепадов.

Луб – слой, который транспортирует от кроны к корню продукты фотосинтеза. Основное назначение ствола – обеспечение циркуляции растительных соков к кроне от корней и обратно. Также он позволяет занимать растению вертикальное положение.

Замерзают ли деревья зимой?

Даже не самые сильные морозы (до -20℃) «пробирают» дерево до 70 см толщиной. Межклеточное вещество и сами клетки дерева содержат в себе влагу, которая связана с минеральными и белковыми элементами. Несмотря на это, вода в растениях сохраняет все химические и физические свойства, что подразумевает замерзание жидкости.

Клетка дерева, содержащая воду, должна замерзнуть. К примеру, представим, что клетка – это бутылка, заполненная водой. Когда вода замерзнет, бутылка лопнет. Этот же процесс должен произойти и с древесными клетками. Следовательно, растение погибнет. Но этого не случается.

Лиственные деревья в средних широтах, как только начинаются холода, стремятся избавиться от влаги, которая накопилась в них. Например, корни грецкого ореха (толщиной 3 см) при температуре 1℃ освобождаются от 200 граммов воды.

Лиственные виды деревьев довольно быстро сбрасывают лишнюю влагу – от 2 до 6 дней. Кустарникам на это требуется еще меньше времени. Можно провести небольшой эксперимент. Если после первых заморозков отсечь корень небольшого диаметра и подождать несколько минут, то из него начнет выделяться влага, сперва в виде капель, а затем – струйкой.

Таким образом получается, что клеточная система дерева за счет вывода излишней воды остается в целости с наступлением морозов и возвращается к активности весной. На период «зимовки» в стволе дерева остается лишь небольшой запас жидкости, содержащий в себе разные органические и минеральные вещества.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Как и почему деревья зимой выживают? Причины, фото и видео

Северный климат с холодными зимами становится серьезным испытанием для жизнеспособности любых живых существ. Все они вырабатывают собственные механизмы выживания. Медведи ложатся в берлогу, спят до весны, лисы прячутся в холода по норам, лягушки имеют в крови природные антифризы и успешно переживают даже полное замораживание. А как же быть с деревьями? Лесные великаны не могут спрятаться от холода, снега и ветров, они не могут создать себе убежище.

Почему деревья успешно перезимовывают один сезон за другим, и прекрасно себя чувствуют даже после суровых похолоданий? Что позволяет им сохранять жизнеспособность в морозы? Ученые отмечают наличие сразу нескольких механизмов, позволяющих многолетним растениям переживать холода.

Чем северные растения отличаются от южных?

Не все деревья отличаются устойчивостью к морозам. Так, если взять южную пальму, она быстро погибнет при понижении температуры, и то же самое будет с прочими представителями флоры, прошедшими эволюционный процесс в экваториальных и тропических условиях. А вот северные растения от холода защищены.

Южное растение

Что помогает деревьям переживать зиму?

Весной и летом деревья активно используют благоприятный сезон – цветут и приносят плоды или семена, пополняя собственные запасы питательных веществ, растут. С приближением же холодного периода, который сигнализирует о себе укорочением светового дня, крупная флора готовится впадать в спячку. У растений тоже есть гормоны, некоторые из них стимулируют рост и развитие, другие же – прекращают. С приходом осени стимулирующие рост вещества перестают вырабатываться, вместо них приходят ингибиторы, способные подготовить растение к долгой зимовке.

Деревья, которые скидывают листья на зимний период, обзаводятся особым пробковым слоем, который подготавливает их к листопаду. При этом питательные вещества отводятся в ствол и ветви, а с листьями сбрасывается лишняя влага. Если в стволе дерева будет слишком много воды, оно рискует растрескаться от мороза и погибнуть. К зиме древесина становится существенно более сухой, что обеспечивает минимальные риски даже при сильных морозах.

Кроме того, к осени молодые побеги покрываются корой, которая служит дополнительной защитой от морозов. А еще ствол и ветви накапливают сахар, который обеспечивает защиту от образования острых кристалликов льда, способствует тому, чтобы оставшаяся влага не замерзала. С выпадением первого снега дополнительную защиту получает и корневая система, которая успешно зимует под дерном и сугробами.

Вечнозеленая хвоя также имеет свою защиту от мороза – смолистые соки и защитные оболочки позволяют ей успешно зимовать.

Дерево впадает в анабиоз, все процессы в нем останавливаются или существенно замедляются, и в таком состоянии оно остается до весны. Зимой не происходит роста, фотосинтеза. Все процессы заново начинаются весной, когда стартует период обильного сокотечения – представители северной флоры вновь набирают влагу, необходимую для роста и жизнедеятельности. С потеплением распускаются почки, разворачивается новая листва, начинают расти побеги, развиваться корневая система. Это продолжается до новой зимы.

Гибнут ли деревья от мороза?

Как уже упоминалось, теплолюбивые деревья зимовать не умеют, процессы подготовки к зиме у них не начинаются, и потому они не получают необходимую в тяжелый сезон защиту. Погибнуть могут молодые растения, которые еще не развили необходимых механизмов – такое тоже случается. Вымерзнуть могут также саженцы после пересадки, ведь вмешательство человека и перенесение на новую почву повреждает корневую систему, нарушая все процессы и ослабляя дерево.

Ранние морозы, в момент, когда растения еще не готовы к зимовке, могут закончиться пагубно. Опасны и поздние заморозки – если деревья уже вышли из зимнего анабиоза, они беззащитны. Вновь появившийся в стволах сок может замерзнуть и разорвать ствол изнутри, также могут пострадать распускающиеся почки, цветы.

Сильные заморозки с экстремальными температурами могут привести к гибели большого числа деревьев и посреди зимы. Но к счастью, это происходит редко, в единичных случаях. В большинстве своем северные растения зимуют успешно.

Таким образом, деревья не погибают в зимний период, поскольку они обладают развитой системой защиты от морозов. Однако в некоторых случаях заморозки все же могут стать губительными для крупных представителей флоры.

Как и почему деревья зимой выживают – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Спят ли зимой деревья? Почему они не погибают в холода?

Всем известно, что зимой большинство деревьев сбрасывают листву, но не все знают, как им удается пережить сильные холода. Животные, которых вы видите зимой, продолжают двигаться и употребляют больше пищи, чем обычно, чтобы пережить холода, а те, которых вы не видите, впадают в спячку. Деревья проходят через процесс, похожий на спячку у животных, называемый гипобиозом (состояние покоя), который поддерживает их жизнь в течение зимних месяцев.

Что такое состояние покое?

Гипобиоз похож на спячку животных тем, что все процессы в растении замедляются — метаболизм, потребление энергии, рост и многое другое. Первая стадия покоя — это когда деревья теряют листву. Они не производят зимой питательные вещества в процессе фотосинтеза, поэтому им не нужны листья, для поддержания которых требуется много энергии. Когда приходит время сбрасывать листья, в терминальных почках (той части стебля, которая соединяется с листом) образуется химическое вещество, называемое абсцизовой кислотой. Терминальная почка находится в месте прикрепления листа, поэтому, когда там скапливается абсцизовая кислота, она сигнализирует листу опадать (это процесс свойственен только лиственным деревьям, но не в хвойным).

Абсцизовая кислота — это химическое вещество, которое также приостанавливает рост, предотвращая деление клеток (это происходит как у лиственных, так и у хвойных деревьев). Замедление роста — еще один аспект гипобиоза, обеспечивающий экономию энергии в зимний период. Это похоже на спячку, поскольку большинство животных, впадающих в спячку, откладывают пищу в виде жира, а затем используют его для поддержания жизненно важных систем организма зимой, вместо того, чтобы набирать массу. Метаболизм дерева также замедляется во время состояния покоя, и это отчасти является причиной задержки деления клеток. Поскольку дерево должно сберегать запасенную им пищу, лучше всего, если оно будет использовать ее медленно и только для основных функций.

Можно ли предотвратить спячку у деревьев?

Можно заставить дерево не входить в состояния покоя, если держать его в укрытии, при стабильной температуре и освещении. Однако это обычно плохо сказывается на растении. Для деревьев естественно проходить циклы гипобиоза, и продолжительность жизни растения резко сокращается, если ему не дают впасть в спячку в течение нескольких месяцев.

У деревьев есть причина для зимнего покоя, и лучше просто позволить им следовать естественным циклам, как задумано природой.

Источник

Как деревья переживают очень сильные морозы?

Одни из них впадают в спячку, другие накапливают жир, который согревает их в самые холодные дни и месяцы. Людям в этом плане легче. Они строят обогреваемые жилища и шьют для себя теплую одежду и обувь. Хуже всего приходится растениям, которые просто не способны взять и спрятаться. Некоторые из них решают проблему радикально — они умирают перед началом зимы и вновь рождаются весной. Но эта тактика неприемлема для деревьев — они банально не успеют вырасти за год. Поэтому им приходится идти на некоторые интересные ухищрения, чтобы всё-таки дожить до весны.

Неприятности можно ощутить уже при нуле градусов по Цельсию, когда в клетках начинает замерзать вода. Она расширяется, и если это происходит внутри клетки, ледяные кристаллы повреждают мембраны, что может привести к гибели этого строительного кирпичика земной биологии. К счастью, подобное происходит редко — только при резком падении температуры. Чаще всего это более постепенный процесс, связанный с приближением зимы, и лёд образовывается в межклеточном пространстве, на внешней стороне клеток. После этого вода, находящаяся внутри них, начинает вести себя несколько странно. Она вытекает наружу, навстречу образовавшемуся льду. Происходит это из-за «химического потенциала» — различные вещества стремятся переместиться из области, где он выше, туда, где его меньше. У льда, в связи с особенностями его молекулярной структуры, он ниже, чем у жидкости, находящейся внутри клетки.

Западная туя

Однако для выживания в зимних условиях недостаточно просто защитить свои клетки от разрушения. Этим умением обладают практически все растения, однако далеко не все они способны выживать в суровые морозы. Дело в том, что потеря влаги вызывает обезвоживание. Оно опасно по многим причинам, однако в случае с деревьями главная угроза заключается в том, что ужавшиеся клеточные мембраны могут вступить в реакцию и разорвать друг друга. Поэтому растения, произрастающие в холодном климате, в процессе эволюции придумали несколько интересных стратегий противостояния обезвоживанию.

Одна из наиболее распространенных называется переохлаждением — когда вода удерживается в жидком состоянии, хотя окружающая температура ниже той, при которой она обычно замерзает. Этого можно добиться несколькими способами, в частности, повышением вязкости жидкости посредством насыщения её растворёнными веществами. Чем больше плотность, тем ниже порог образования кристаллов льда — это довольно простая физика. Деревья, использующие данную методику, с понижением температуры начинают вырабатывать больше загущающих молекул, например, сахаров.

Внеклеточное замораживание и переохлаждение жидкости совместными усилиями способны обеспечить выживаемость деревьев при температурах до -40 градусов по Цельсию. Однако если мороз станет чуть крепче, переохлаждение даёт обратный эффект. В какой-то момент защитный барьер ломается, и вся жидкость, находящаяся внутри растения, мгновенно замерзает. Если её много, то это практически наверняка является смертным приговором для дерева, куста или травинки. К счастью, на значительной части земной поверхности этот предел не преодолевается никогда. То есть защиты до минус 40 градусов обычно оказывается более чем достаточно.

Но, насколько известно, деревья растут и в Арктике, где температура падает и до минус шестидесяти по Цельсию. Поэтому самое время упомянуть, что в природе есть деревья, например, белая акация, сосна веймутова и западная туя, которые могут выжить в жидком азоте, то есть при -196 по Цельсию. А береза плосколистная способна пережить воздействие жидкого гелия — а это минус 269 градусов. Что в них такого особенного? Эти растения освоили другой, гораздо более эффективный механизм защиты, который называется «витрификация».

Береза плосколистная

Здесь внутренние части клеток превращаются в некое подобие стекла. Это что-то вроде анабиоза, когда движение молекул фактически прекращается. Надо знать, что лед образуется только тогда, когда его кристаллы вступают в контакт с другими молекулами. Однако если последние не движутся, реакции не происходит. Учёные пока не разгадали механизм витрификации, однако предполагают, что она объясняется высокой концентрацией в клетках растений сахаров, а также белков, именуемых дегидринами. Последние, видимо, связываются с мембранами клетки и удерживают их на отдалении друг от друга. Одновременно они сцепляются с сахарами, образуя ту самую стекловидную массу, которая не подвержена воздействию холода. В этом состоянии ткань дерева может спокойно дождаться потепления, после чего вернуться к обычной жизни.

Источник