Деревья сдают экзамен

Известно, что огромный процент «материала», из которого состоит живое дерево, приходится на долю воды. Но ведь влага, замерзая, резко расширяется в объеме, разрывая все, что пытается ее сдержать. Как же тогда ухитряются деревья расти в Сибири, на Аляске, в северной части Канады — везде, где зимой температура ежегодно падает за -40 градусов? Что помогает растительным клеткам пережить такие крайние условия?

Эти вопросы заинтересовали физико-химика Майкла Дж. Берка, работающего в Миннесотском университете. И недаром именно здесь, ведь штат Миннесота — один из немногих в США, где ежегодно трещат морозы, где на берегах озер, прикрытых толстым ледяным покровом, стоят укутанные снегом вековые ели и сосны, где развитая деревообрабатывающая промышленность заинтересована в познании лесных тайн.

Созданная Майклом Берком комплексная группа специалистов изучала механизм, позволяющий деревьям приспособиться к суровым условиям Севера. Оказывается, растения неплохо знают химию и физику. Во всяком случае, им известен закон, согласно которому стоит превратить воду в раствор, а проще говоря, добавить в нее солей, как точка ее замерзания заметно понижается. Миннесотские ученые заметили, что на пороге зимы содержание солей в древесной влаге растет. Оно возрастает настолько, что жидкость в теле дерева замерзает на пять-шесть градусов «позже», чем случилось бы с ней, не измени она свой состав глубокой осенью.

Но этого мало. Морозы ведь достигают 40, а то и 50 градусов! Чтобы встретить их во всеоружии, дерево использует закон переохлажденной жидкости. Оно как будто знает: вода, отличающаяся высокой степенью чистоты, не содержащая ядер конденсации, может подвергаться охлаждению до 40 градусов, не переходя в твердое состояние.

«Ядра конденсации» в переводе на общепонятный язык — пылевые частицы, вокруг которых образуются кристаллы льда. И вот у 175 пород морозоустойчивых деревьев из 350, изученных Майклом Берком и его коллегами, обнаружена в тканях влага, чистота которой позволяет ей охлаждаться без замерзания вплоть до -40 градусов. А те виды, у которых соки содержат больше пылевидных частиц, как раз и не встречаются к северу от линии, за которой морозы бывают сильнее 45 градусов. 40 градусов — при помощи чистоты, а 5 — благодаря солям. Так лесные великаны получают от природы высшую отметку по физике, химии и арифметике.