Wiele procesów istotnych dla życia i przetrwania drzew przebiega pod ziemią i ma związek z korzeniami. Wiele procesów istotnych dla życia i przetrwania drzew przebiega pod ziemią i ma związek z korzeniami. Pixabay
Środowisko

Niesamowity świat drzew i ich procesów życiowych, których często nie dostrzegamy

Drzewa potrafią być prospołeczne i pomagać sobie wzajemnie. Dysponują podziemnym światłowodem. Nakłaniają grzyby do morderstwa. Emitują dźwięki…

W Sekcji Archeo w pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.


Wędrując przez las, widzimy jedynie to, co dzieje się na powierzchni ziemi. Drzewa wypuszczają kolejne pędy, rozwijają liście, wytwarzają nasiona… Tymczasem wiele procesów istotnych dla ich życia przebiega pod ziemią. Drzewa niekiedy łączą się korzeniami (dzięki czemu dzielą się cukrami), co można zaobserwować na przydrożnych skarpach. Ta podziemna sieć bywa przeogromna. Na przykład w niemieckich Górach Harcu taki system łączy większość osobników jednego gatunku w drzewostanie, tworząc silny superorganizm. Nie ma tu mowy o przypadku. Drzewa świetnie odróżniają korzenie własnego gatunku od obcego. Ta wspólnota może być tak zestrojona, że wszystkie osobniki osiągają tę samą produktywność (ilość cukru na liść), chociaż rosną na miejscach o rozmaitej glebie, o odmiennym nawodnieniu czy nasyceniu składnikami pokarmowymi. Takie zjawisko stwierdzono choćby w przypadku buków rosnących w lasach, w które nie ingerowano (nie było wycinek).

Pod ziemią rozwijają się też strzępki grzybów, które wrastają w delikatne korzenie włosowate drzew, po czym nawiązują z nimi szczególną współpracę. Jest ona tak efektywna, że grzyby mogą przetrwać wraz ze swoimi drzewami nawet kilkaset lat. Zwiększają powierzchnię czynną korzeni, co oznacza, że drzewo może pobierać więcej wody i składników pokarmowych. Ponieważ grzyby nie potrafią przeprowadzać fotosyntezy, zdane są na pozyskiwanie związków organicznych. Dlatego oczekują od partnera zapłaty w postaci cukru i innych węglowodanów. Ich potrzeby nie są skromne – domagają się nawet aż jednej trzeciej całej produkcji.

Sprytny jak… dzięcioł

Widząc dzięcioła opukującego drzewa, sądzimy, że szuka robaków, a tymczasem może po prostu mieć ochotę na słodki sok. Gdy wiosną zaczyna płynąć do pączków woda ze smacznymi substancjami zapasowymi, ptak ten wykuwa szereg niewielkich dziurek w cieńszych pniach i gałęziach, a potem zlizuje sączący się płyn.

Błędnie szacujemy też pracowitość dzięcioła. Szykując sobie dziuplę, nie wykonuje całej pracy sam, bo niekiedy byłoby to ponad jego siły. Po pierwszym etapie kucia robi sobie wielomiesięczną przerwę i pozostawia robotę grzybom, które szybko zasiedlają otwór i zaczynają rozkładać drewno. Kucie w zmurszałym drewnie jest już o wiele łatwiejsze.

Grzybnia nie skupia się wokół jednego drzewa. Zaczyna wędrować przez leśną glebę (łyżeczka do herbaty takiej gleby może zawierać kilka kilometrów strzępków grzybni) i dociera do innych osobników. Wtedy łączy się z ich grzybnymi partnerami i korzeniami. Powstaje sieć, przez którą są wymieniane składniki pokarmowe, a nawet informacje, np. o nadciągających atakach owadów czy o suszy. Grzyby są więc czymś w rodzaju światłowodowych łączy, bo informacje płyną w nich znacznie szybciej niż np. sygnały elektryczne czy chemiczne biegnące korzeniami. Jakie gatunki łączą? Otóż niektóre grzyby lubią tylko brzozy lub modrzewie, inne świetnie czują się z rozmaitymi gatunkami – np. kurka wybiera dąb, buk lub świerk. Bywa, że grzybnia łączy różne gatunki drzew. (Jak wielki obszar może zająć grzybnia, świadczy przykład pewnej opieńki ciemnej znalezionej w Szwajcarii – dożyła tysiąca lat i zajęła 0,5 km2. Z kolei wiek opieńki ze stanu Oregon w USA oszacowano na 2400 lat. Opanowała 9 km2 i osiągnęła masę 600 t.).

Strzępki grzybów zwiększają powierzchnię czynną korzeni, co oznacza, że drzewo może pobierać więcej wody i składników pokarmowych. Ponieważ grzyby nie potrafią przeprowadzać fotosyntezy, zdane są na pozyskiwanie związków organicznych od swojego partnera. Na zdjęciu zajęty przez korzenie kompleks świątynny Angkor Wat w Kambodźy.PixabayStrzępki grzybów zwiększają powierzchnię czynną korzeni, co oznacza, że drzewo może pobierać więcej wody i składników pokarmowych. Ponieważ grzyby nie potrafią przeprowadzać fotosyntezy, zdane są na pozyskiwanie związków organicznych od swojego partnera. Na zdjęciu zajęty przez korzenie kompleks świątynny Angkor Wat w Kambodźy.

Grzybnia może też zadbać, żeby partner otrzymał niezbędne mu pierwiastki. Tak jest z lakówką dwubarwną (grzyb jadalny), która podczas niedoborów azotu w glebie wydziela toksynę, paraliżującą mikroskopijne zwierzęta, głównie skoczogonki, po czym oplata zdobycz strzępkami i pobiera z niej cenną zawartość. Oprócz tego grzybnia odpiera ataki wszelakich intruzów, m.in. bakterii, albo odfiltrowuje metale ciężkie, które z całą pewnością nie służą korzeniom. Wyodrębnione szkodliwe substancje pojawiają się potem w pięknych owocnikach, które zabieramy do domu np. jako podgrzybki brunatne. Nic dziwnego, że zalegający w glebie od czasów katastrofy w Czarnobylu radioaktywny cez najłatwiej znaleźć w grzybach.

Zabić lub odpędzić wroga

To znana strategia w przyrodzie, którą stosują również drzewa, np. gdy zaatakują je korniki. Owady te pożerają miazgę, czyli soczystą warstwę pełną cukrów i składników mineralnych, która znajduje się między korą a drewnem. Ludziom przypomina w smaku marchewkę o lekkim żywicznym posmaku. Dorosłe korniki drążą korytarze w miazdze i tam składają jaja. Zdrowe świerki jako broni używają terpenów i związków fenolowych. Jeśli chrząszcze nie zginą, drzewo będzie starało się zakleić je kropelkami żywicy. Niestety korniki mają sprzymierzeńców – to grzyby żyjące na ich ciele, które osłabiają działanie chemicznej broni świerków, gdy dostaną się pod korę z kornikami podczas drążenia korytarzy. A ponieważ grzyby rosną szybciej, niż korniki wiercą, chrząszcze wchodzą już na „odtruty teren”.

Nasze rodzime drzewa – buki, świerki czy dęby – też walczą z intruzami. Nadgryziona przez gąsienicę tkanka wysyła sygnały elektryczne, które przemieszczają się w tempie 1 cm/min. Po pewnym czasie liście zostają nasycone substancjami obronnymi.PixabayNasze rodzime drzewa – buki, świerki czy dęby – też walczą z intruzami. Nadgryziona przez gąsienicę tkanka wysyła sygnały elektryczne, które przemieszczają się w tempie 1 cm/min. Po pewnym czasie liście zostają nasycone substancjami obronnymi.

Warto ostrzec swoich drzewnych krewniaków przed niebezpieczeństwem. Tak postępują rosnące na afrykańskich sawannach akacje. Gdy za którąś zabiera się żyrafa, w ciągu kilku minut drzewo wypełnia swoje liście toksycznymi substancjami. Jest to skuteczne, bo żyrafa odchodzi, a ogryziona akacja wydziela gaz ostrzegawczy (etylen), który sygnalizuje rosnącym w pobliżu innym osobnikom, że zbliża się zagrożenie. To dlatego żyrafy kontynuują posiłek dopiero po jakichś 100 m. Po prostu bliżej nie mogą liczyć na smakowite liście.

Nasze rodzime drzewa – buki, świerki czy dęby – też walczą z intruzami. Nadgryziona przez gąsienicę tkanka wysyła sygnały elektryczne, które przemieszczają się w tempie 1 cm/min. Po pewnym czasie liście zostają nasycone substancjami obronnymi. Co ciekawe, poszczególne gatunki owadów są rozpoznawane przez drzewa po ślinie. Warto wtedy zwabić wroga swojego wroga. Na przykład wiązy i sosny dają sygnały zapachowe błonkówkom, które składają jaja w pożerających liście gąsienicach.

Wrogowie drzew to nie tylko owady. Gdy zaatakują je grzyby lub bakterie, dochodzi do zrakowaceń, co przejawia się guzowatym rozrostem tkanek. Innym rodzajem zniekształceń są czarcie miotły – dziwaczne wiechcie pojawiające się w koronach wskutek infekcji patogenami lub mutacji w merystemach wierzchołkowych.

Zmaganie z żywiołem

Nie jest dobrze, gdy pień na pewnej wysokości się rozdwaja (takie drzewa nazywa się dwójkami). Przy gwałtownym wietrze obie części korony chwieją się w różnym stopniu na wszystkie strony, co bardzo mocno obciąża miejsce rozwidlenia. Jeśli jest ono uformowane w kształcie litery U, przeważnie nic się nie dzieje. Jeśli jednak dwójka przypomina literę V, pomiędzy pniami stale dochodzi do pęknięć. Tworzy się tam grube narośle mające zapobiec dalszym naderwaniom. Często z takich miejsc sączy się ciecz zabarwiona przez bakterie na czarno. Gdy woda zamarznie w rozwidleniu, poszerza szczelinę. Wskutek tego wiele dwójek pewnego dnia po prostu się rozłamuje.

Drzewa i dźwięki

Spragnione drzewa mogą krzyczeć – emitują ultradźwięki. Jak to możliwe? Okazuje się, że gdy strumień wody płynący z korzeni do liści zostaje zatrzymany, powstają drgania. A jeśli chodzi o dźwięki wydawane przez drzewa, to wiosną można wysłuchać za pomocą stetoskopu, jak woda z impetem płynie przez pień.

Ponieważ drewno świetnie przewodzi dźwięki, mieszkańcy dziupli (np. rozmaite gatunki ptaków) dysponują skutecznym systemem ostrzegawczym. Nawet na górze pnia słychać, czy po korze nie drapią pazurki łasicy.

Mróz także prowadzi do pęknięć pnia, co można zaobserwować u najróżniejszych gatunków. Powstała szczelina zwęża się ku środkowi pnia i często dochodzi do rdzenia. Drzewo broni się potem, wytwarzając tkankę przyranną. Inną przyczyną pęknięć są susze. Po dwóch tygodniach upałów bez kropli deszczu większość lasów popada w tarapaty. Cierpią głównie te drzewa, które rosną na bardzo dobrze nawodnionych glebach, bo nie wytworzyły mechanizmów oszczędzania wody. Wzdłuż pnia mogą pęknąć np. świerki. Drzewo oczywiście stara się zaleczyć ranę, ale szybko wnikają w nią szkodliwe grzyby. Taka bruzda jest czarna i pokryta żywicą.

Niekiedy drzewa mogą ucierpieć od uderzeń piorunów. Ich los zależy wtedy od kory. Bez szwanku wychodzą drzewa z gładką, np. buk, bo woda (która świetnie przewodzi prąd) deszczowa swobodnie spływa ku ziemi i tam też zostaje skierowany piorun. Gładka kora działa zatem jak piorunochron. Inaczej jest z gatunkami takimi jak dąb, z popękaną głęboką korą porośniętą mchami i porostami, która podczas deszczu gromadzi wilgoć. W czasie burzy nasiąka wodą, która nie spływa ku ziemi, więc prąd zaczyna płynąć przez środek pnia. Gwałtowne rozgrzanie tkanek niekiedy rozsadza drzewo od środka.

Do pęknięć pnia może doprowadzić zarówno mróz, jak i susza. Po dwóch tygodniach upałów bez kropli deszczu większość drzew popada w tarapaty, szczególnie te, które nie wytworzyły mechanizmów oszczędzania wody.PixabayDo pęknięć pnia może doprowadzić zarówno mróz, jak i susza. Po dwóch tygodniach upałów bez kropli deszczu większość drzew popada w tarapaty, szczególnie te, które nie wytworzyły mechanizmów oszczędzania wody.

Architekci klimatu

Jak dowodzą inwentaryzacje lasów, drzewa rosną teraz szybciej – wytwarzają o jedną trzecią więcej biomasy niż jeszcze przed kilkoma dziesiątkami lat. Jest to skutek zmian klimatycznych, w tym wyższego stężenia CO2 w atmosferze. Same oczywiście też mają wpływ na warunki panujące w środowisku – tworzą mikroklimat. Ustalono np., że kiedy słupek rtęci wystrzela pod 40°C, ziemia w europejskim lesie liściastym jest do 10°C chłodniejsza niż w oddalonym o kilka kilometrów lesie iglastym. Ochłodzenie to wynika z zacienienia podłoża i z biomasy, bo im więcej las ma żywego i martwego drewna, tym grubsza warstwa próchnicy w glebie i tym więcej zgromadzonej wody w łącznej masie. Drzewa zmieniają też poziom wilgoci w otoczeniu, m.in. poprzez „pocenie” się. Widać to, gdy iglaki sięgają gałęziami domów, bo na wilgotnych fasadach i dachówkach osiedlają się wtedy glony i mchy. Przez dodatkową wilgoć tynk wraz z upływem lat zaczyna się kruszyć. Na większą skalę „działają” iglaste lasy półkuli północnej. Wytwarzają one terpeny, substancje mające im służyć do walki ze szkodnikami. Na uwolnionych do atmosfery lotnych związkach kondensuje wilgoć, co sprawia, że tworzą się znacznie grubsze chmury niż nad terenami niezalesionymi, a lokalny klimat się ochładza.

Jak widać, drzewa wiodą intrygujące życie, pełne dramatycznych chwil. Na dodatek bywają wśród nich niezwykli rekordziści. Na przykład sekwoja wiecznie zielona może osiągnąć 115 m wysokości i dożyć 2 tys. lat. Z kolei cypryśnik meksykański z Tule ma obwód 44 m.

Wiedza i Życie 12/2016 (984) z dnia 01.12.2016; Botanika; s. 58
Oryginalny tytuł tekstu: "Niesamowite życie drzew"