Они переживают пожары и отрастают заново: как огонь стал для эвкалиптов частью обычной жизни
Австралийские леса горят регулярно, иногда – катастрофически. Но после того как огонь проходит, обугленные стволы эвкалиптов неожиданно покрываются зелеными побегами, будто ничего не случилось. Это не случайность, а результат миллионов лет эволюции, в ходе которой могучие деревья обзавелись целой системой огнестойких механизмов, что работают на нескольких уровнях одновременно – от коры до семян. Подробнее о том, почему эвкалиптам не страшны пожары, рассказываем в нашей статье.
Броня из коры
Кора эвкалипта – первый и главный барьер между огнем и живыми тканями. Ее толщина – главный фактор, определяющий, переживет ли дерево пожар. Исследования показывают, что именно от этого зависит то, насколько нагреется внутренний слой ствола (камбий), а значит, выживет ли дерево.
Кора эвкалиптов суше, чем у большинства других деревьев, и это большое преимущество. На первый взгляд кажется, что она сильнее горит, но тут не все так однозначно. Влажная кора быстрее нагревается и дольше удерживает тепло на уровне, потенциально смертельном для камбия, тогда как сухая лишена этого свойства – жар быстро уходит, не успевая повредить камбий.
У многих видов кора к тому же отслаивается лентами и пластами. Это удаляет лишайники, грибы и яйца насекомых с поверхности ствола. Но есть и обратная сторона: отслоившаяся кора накапливается на земле как горючий материал, а длинные ленты могут отрываться ветром и служить переносчиками огня на километры.
«Спрятанные жизни»
Под корой эвкалипта находятся тысячи спящих почек. В отличие от других деревьев, у эвкалиптов они спрятаны не в самой коре. Вместо этого от сердцевины ствола до его поверхности идут особые полосы живой ткани. В каждой из них содержится от 22 до 40 меристематических клеток. Если дерево пострадает от пожара, то последние быстро превратятся в новые почки — и на стволе появятся свежие побеги. Так эвкалипт восстанавливается даже после сильного огня. Толстая кора при этом надежно защищает клетки от жара.
Если говорить подробно, когда крона погибает в пожаре, гормональный сигнал, который раньше подавлял рост спящих почек, исчезает, вследствие чего побеги начинают расти по всей длине ствола, превращая его в подобие огромной зубной щетки. Скорость роста поражает – до 27 см в день и до 6 метров за год. Удивительно также и то, что более 90% всех видов эвкалиптов способны к такому восстановлению.
Лигнотубер — аварийный рестарт
Если огонь настолько силен, что уничтожает все дерево целиком, остается последний рубеж – лигнотубер. Это утолщение у основания дерева, часто скрытое под слоем почвы. Оно есть у подавляющего количества эвкалиптов. Лигнотубер содержит спящие почки и запасы питательных веществ, а защитные ткани и слой почвы уберегают их от жара. И даже когда вся надземная часть дерева уничтожена, он может заново отрастить эвкалипт за один сезон
Семена, которые ждут огня
Многие виды эвкалипта хранят семена годами в твердых деревянистых капсулах прямо в кроне – это называется серотинией. Огонь открывает капсулы напрямую теплом (как у некоторых хвойных), а также это происходит из-за высыхания и растрескивания. Пик высвобождения семян приходится на 1-4 недели после пожара.
Капсулы защищают семена от жара, но они далеко не идеальные изоляторы. Эксперименты показали, что ни одно семя не выживает дольше двух минут даже при 200 °C, а максимальная температура, которую пережили семена в капсулах, – 650 °C, но лишь 15 секунд. Выживание семян зависит не от термоизоляции капсулы, а от того, что огонь проходит через крону за секунды, а не минуты. После пожара семена падают на очищенную от конкурентов почву, обогащенную золой, и получают максимум света – идеальные условия для прорастания.
Листья — оружие с двойным дном
Эфирные масла в листьях эвкалипта – это прежде всего защита от травоядных. Они делают листву невкусной, а их побочный эффект (высокая горючесть) работает на пользу дереву. Первыми загораются сухие листья на земле, затем огонь распространяется по лесу и подавляет менее устойчивых конкурентов, тогда как сам эвкалипт легко справляется с последствиями природной катастрофы благодаря своим адаптивным механизмам.
Две стратегии выживания
Эвкалипты делятся на два типа по реакции на огонь:
- Вегетативные восстановители (resprouters) – большинство видов. Переживают пожар и отрастают заново от эпикормических почек или лигнотуберов. Направляют свои ресурсы в защитные структуры и запасающие органы, поэтому растут медленнее.
- Облигатные семенщики (obligate seeders) – например, Eucalyptus regnans, самое высокое цветковое растение в мире. Пожар убивает взрослые деревья, но вызывает массовый выброс семян – до 2,5 млн всходов на гектар. Они растут гораздо быстрее и созревают раньше, не тратя ресурсы на кору и лигнотуберы. Однако даже у них сохраняются эпикормические тяжи – наследие огнеадаптированной эволюции рода.
Как развивалась огнестойкость
Способность к восстановлению после огня появилась в родословной эвкалиптов около 60-62 млн лет назад, в самом начале палеогенового периода. Исследования показали, что тканевые структуры, помогающие эвкалиптам заново отрастать после огня, чаще встречаются там, где пожары считаются обычным явлением. При этом механизм регенерации оказался настолько эффективным, что сохранялся у всех видов эвкалиптов практически без изменений на протяжении миллионов лет, несмотря на перемены климата и условий жизни.
Полезно знать
Эпикормические побеги растут до 27 см в сутки. Благодаря такой скорости деревья заново одеваются листвой за считанные недели.
Огонь запускает высвобождение семян не напрямую жарой, а через высыхание капсул. Пиковый выброс происходит через 1-4 недели после пожара.
Отслоившаяся кора может гореть до 40 минут, образуя переносимые ветром угольки – это один из главных механизмов дальнего распространения пожаров, вплоть до 30-40 км.
Эвкалипты с более тонкой корой демонстрируют такую же огнестойкость, как деревья других видов с гораздо более толстой корой, потому что сухая кора быстрее отдает тепло после прохождения огня.
Пожар уничтожает значительную часть насекомых и временно снижает давление травоядных, давая молодым всходам критически важное окно для укоренения.
Некоторые эвкалипты влажных лесов, например эвкалипт царственный, вообще не формируют лигнотубер и почти лишены эпикормических почек. Вместо этого они вкладывают энергию в быстрый вертикальный рост, обгоняя конкурентов в борьбе за свет.
По мере взросления дерева меняется место восстановления после огня: у сеянцев новые побеги идут от лигнотубера у основания, а у взрослых деревьев – от эпикормических почек по стволу и ветвям.
Проверено редакцией
Приспособленность эвкалиптов к огню не означает, что они способны без последствий переживать пожары любой частоты. Исследователь лесной экологии Дэвид Линденмайер из Австралийского национального университета в материале Мельбурнского университета «Почему сильные лесные пожары в Австралии могут плохо сказаться на восстановлении деревьев» отмечал, что некоторым видам после пожара требуется около 20 лет, чтобы новое поколение деревьев успело сформировать достаточный запас семян.
Именно поэтому особенно опасны повторные возгорания через короткие промежутки времени. Если молодые эвкалипты еще не успели созреть или сформировать достаточно развитые органы для восстановления, следующий пожар способен прервать цикл возобновления леса. Пусть огонь для таких экосистем — привычный фактор, но важны его интенсивность и периодичность: слишком частые пожары могут оказаться разрушительными даже для видов, эволюционно к ним приспособленных.
