Почему деревья зимой не погибают?
Дерево живет и растет за счет того, что корни обеспечивают листья и ветки питательными веществами, которые они добывают из земли и в виде сока качают вверх, к листьям. К осени дерево уменьшает количество питательных веществ, подаваемых к листьям поэтому они сначала желтеют, а потом вообще облетают и дерево замирает, клетки не делятся, дерево не растет, потому что питаться нечем. К морозам количество сока в тканях дерева минимально, особенно в слоях, близких к коре, поэтому при заморозках сок не замерзает и не разрывает ткани дерева. А если учесть то, что структура древесины пористая, то дерево никогда не промерзает насквозь, до сердцевины, ну а корни глубоко, до них мороз не достанет. Весной, как только земля оттаивает, корни опять начинают гнать сок к листьям и дерево снова оживает. Это не только к лиственным деревьям относится, но и к хвойным. Самую качественную древесину заготавливают зимой, когда содержание сока в дереве минимально, такая древесина плотнее и качественнее той, которая летом заготовлена, поэтому меньше трескается при сушке и изделия из нее более качественные получаются.
На протяжении многих тысячелетий в процессе эволюции в холодном климате с суровой зимой отдельные виды деревьев выработали приспособления, позволяющие им перезимовывать. Если поместить в холодный климат, например, пальму, она обязательно погибнет, а вот береза, ель, сосна спокойно перенесут нашу зиму с ее морозами и холодами.
Что же позволяет деревьям и кустарникам успешно презимовывать? Это опредедленные приспособления, а также длительная подготовка к зиме. Всем известно, что животные, впадающие в спячку, готовятся к зиме, накапливают жир, строят берлоги, выкапывают норы. Так и деревья проходят подготовку. Она заключается в следующем.
1) Прежде всего происходит гормональная пересройка. Это значит, что перестают действовать фитогормоны-стимулят оры, а вступают в действие гормоны-ингибиторы, тормозящие все процессы, особенно ростовые, дерево начинает готовится к периоду покоя.
2) У листопадных деревьев образуется пробковый слой, способствующий опадению листьев, также из них переходят все питательные вещества в ветви и ствол дерева.
3) В стволе и ветвях накапливаются сахара, которые способствуют защите клеток от промерзания и повреждения.
4) Меняется весь метаболизм деревьев, происходит одресвенение молодых побегов при помощи фосфора.
5) Корневая система дерева, наиболее уязвимая, находится под землей, которая служит защитой, также снежный покров не дает ей замерзнуть.
6) Деревья вступают в период глубокого покоя, который продлится до весны.
Источник
Как деревья переживают очень сильные морозы?
Пережить очень холодную зиму трудно любому живому существу. Наши клетки просто не слишком хорошо работают на морозе. Впрочем, различные представители фауны научились справляться с этой экзистенциональной сложностью.
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. 
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». 
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
Как и почему деревья зимой выживают? Причины, фото и видео
Природа
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.
Интересный факт: если поместить любое северное дерево в холодные условия внезапно, сразу после тепла, оно рискует погибнуть. Защиты от внезапных похолоданий у растений нет, они могут только подготовиться к длительному холодному сезону, чтобы успешно пережить его. Если времени на подготовку не было, защитные механизмы проявляются очень слабо.
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.
Интересный факт: зимняя древесина считается более ценной для строительства именно благодаря большей сухости изначального материала.
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