Французские учёные выяснили, как деревьям удаётся выпрямлять свой ствол после изгиба. Оказалось, что они для этого используют особый тип древесины, который может работать по принципу парных мышц-антагонистов, как у животных.
Способность растений ощущать положение своего тела в пространстве, или проприоцепция, известна науке с 2012 года. Однако биологические процессы, которые позволяют дереву корректировать свою форму, до сих пор оставались неизученными. Растения ориентируются на свет и гравитацию, но также обладают внутренним чувством осанки, и исследователи решили выяснить, как оно работает в чистом виде.
Чтобы отделить проприоцепцию от реакции на внешние стимулы, учёные провели эксперимент. Они поместили молодые тополя на горизонтальную платформу, которая вращалась вокруг своей оси внутри равномерно освещённой со всех сторон сферы. Вращение не позволяло деревьям ориентироваться на силу тяжести, а сплошной свет исключал ориентацию на его источник.
Изначально саженцы, росшие горизонтально, изогнули свои стволы вверх. Это произошло за счёт так называемой древесины растяжения, которая формируется на верхней стороне ствола и создаёт тянущее усилие. После того как деревья заметно изогнулись, их поместили в экспериментальную установку. За несколько недель их стволы почти полностью выпрямились.
Анализ древесины показал, что прежняя ткань растяжения на верхней стороне изгиба перестала образовываться. Вместо неё аналогичная древесина начала формироваться на противоположной, нижней стороне. Она создала противодействующую силу, которая и выпрямила ствол.
Ранее считалось, что древесина растяжения образуется только с верхней стороны ствола, чтобы тянуть его вверх. Новое исследование показало, что она может формироваться с разных сторон, действуя подобно сгибающим и разгибающим мышцам у животных, которые координируют движения и поддерживают позу.
Этот механизм помогает деревьям восстанавливаться после ураганов или оползней, что особенно важно в условиях изменения климата. Понимание этого процесса может найти применение в лесном хозяйстве для выращивания деревьев с более ровными стволами и качественной древесиной, а в сельском хозяйстве – для создания сортов зерновых, устойчивых к полеганию, когда стебли ломаются под тяжестью урожая.
