Drzewa czerpią wodę z powietrza

Mogłoby się wydawać, że przepojone zapachem ziemi po deszczu lasy sekwojowe na kalifornijskim wybrzeżu ze strzelistymi drzewami i bujnymi paprociami u ich podnóża nie są narażone na niedostatek wody. Ale latem i tam zdarzają się okresy suszy. Aby przetrwać ciężkie chwile, drzewa Sequoia sempervirens, wykształciły specjalne pędy z liśćmi (szpilkami) zdolnymi wchłaniać wodę z powietrza.

Wiadomo, że wiele roślin (w tym sekwoje) pobierają wodę za pomocą liści, ale „dotąd nikt nie opisał, jak ten proces przebiega”, wyjaśnia ekolożka Alana Chin, która obecnie pracuje w ETH Zürich. Ekspozycja liści na wilgoć ma jednak swoją cenę – nawet cienka warstwa wody blokuje dostęp dwutlenku węgla do aparatów szparkowych w liściach, uniemożliwiając fotosyntezę.

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób drzewa rozwiązały ten problem, Chin i jej współpracownicy wspinali się na sekwoje rosnące w różnych środowiskach i pobierali próbki gałęzi. Po dostarczeniu ich do laboratorium wytwarzali za pomocą nawilżacza mgłę i mierzyli ilość wody absorbowanej przez gałęzie z liśćmi. Badali również powierzchnię i przekrój liści, a następnie modelowali ruch wody, szukając cech umożliwiających roślinie jej czerpanie.

Wyniki badań opublikowane w „American Journal of Botany” wykazały, że sekwoje wytwarzają dwa różne rodzaje pędów. Pierwsze z nich, pędy „osiowe” przypominające szparagi z liśćmi zgromadzonymi blisko gałęzi, stanowią niewielką część korony, ale za to wchłaniają wodę mniej więcej cztery razy szybciej niż wyglądające zwyczajnie pędy „zewnętrzne”. Zespół oszacował, że wysoka sekwoja po zwilżeniu liści może zaabsorbować w ciągu godziny nawet 50 litrów wody. Równocześnie w liściach na pędach zewnętrznych wyposażonych w gęstą sieć aparatów szparkowych i charakteryzujących się woskowatą, hydrofobową powierzchnią trwa fotosynteza.

Badania ujawniły też, że sekwoje rosnące na suchszych, południowych terenach mają więcej pędów osiowych, które znajdują się wyżej niż w przypadku drzew na północy, co ułatwia wchłanianie wody z letnich mgieł lub lekkiego deszczu. Prawdopodobnie u innych gatunków drzew również występują takie wyspecjalizowane pędy. Chin wspomina, że także sosny mają dwa rodzaje pędów, które mogą mogą pełnić analogiczne funkcje, jak pędy sekwoi. Carter Berry, ekolog z Wake Forest University, który nie uczestniczył w badaniach, podkreśla, że zaobserwowane zróżnicowanie może być ważne ze względu na zmiany klimatyczne. „W suchszym świecie zdolność poszerzenia wykorzystywanych zasobów wody o wodę pobieraną z powietrza staje się bardzo ważna.”