Растениям, растущим на сухих почвах, приходится идти на разные уловки, чтобы не высохнуть – или, иными словами, чтобы не потерять при испарении слишком много воды.
Во-первых, можно обзавестись мощной корневой системой, которая шла бы глубоко в землю и сильно ветвилась – такие корни с большей вероятностью дотянутся до какой-нибудь влаги. Во-вторых, можно запасать воду в тканях, одновременно уменьшив испаряющую поверхность.
Растения теряют воду через устьица, особые отверстия на листьях, которые то открываются, то закрываются. Через устьица идёт газообмен – растение получает необходимый для фотосинтеза углекислый газ и выводит образующийся кислород; кроме того, через устьица вылетает водяной пар. Испарение воды через устьица создаёт тягу, поднимающую воду от корней. Но если в почве воды мало, и если вокруг к тому же очень жарко, то лучше, чтобы устьиц было поменьше. Толстенькие мясистые суккуленты (кактусы, алоэ, очитки и масса других) уменьшают число устьиц, уменьшают число листьев и их размер, развивают в себе водозапасающую ткань, покрываются плотной восковой кутикулой и волосками – и всё это для того, чтобы уменьшить испарение и сохранить в себе побольше воды. (Вообще это далеко не все водосохраняющие уловки – есть ещё и специальные типы фотосинтеза, и особая форма листьев, и многое другое.)
В-третьих, есть растения, способные брать влагу из воздуха. Туман, или капли случайного дождя, или утренняя роса оседают на листьях, которые, естественно, устроены таким образом, чтобы удерживать на себе как можно больше воды. Потом эта вода впитается в листья. Туман пьют разные растения; например мох Syntrichia caninervis, но вообще он такой далеко не единственный. Например, тамариск безлистный, растущий в засушливых районах Африки, Ближнего Востока и некоторых частях Южной Азии, тоже пользуется воздушной водой – и собирает он её с помощью соли.
Тамариск безлистный мало того, что растёт в сухом климате, он растёт ещё и на засолённых почвах. Такие растения называются галофитами, и у них опять же есть многочисленные физиологические хитрости, позволяющие справляться с избытком соли. Тамариск, например, выделяет соль через листья, которая засыхает и осыпается с него вниз. Сотрудники Нью-Йоркского университета в Абу-Даби вместе с коллегами из Германии и Иордании заметили, что на кристалликах соли на листьях тамариска конденсируются капли воды. Листья снимали на видео в течение суток, и оказалось, что кристаллы, ссыхающиеся от жары днём, набухают водой ночью. Уже в лабораторных экспериментах удалось посчитать, что при 35 °С и 80-процентной влажности ветка тамариска с коркой соли может собрать за два часа 15 мл воды – тогда как такая же ветка без соли при тех же условиях и за то же время поймает не больше 1,5 мл.
То есть тамариск вполне может пользоваться утренней влажностью, причём его соль впитывает воду даже при влажности 50%, что, на самом деле, не так уж много (если вокруг нас влажность упадёт ниже 50%, мы начнём ощущать некоторую сухость). Химический анализ показал, что тамарисковая соль состоит как минимум из десяти соединений. Больше всего в ней хлорида натрия (то есть поваренной соли) и гипса – вместе они могут впитать большое количество воды, но только при сравнительно высокой влажности. Когда влажность не очень высока, на помощь приходит сульфат лития: его в тамарисковой соли немного, но до воды он куда более жаден, чем гипс с NaCl.
Результаты исследований описаны в статье в PNAS. С биологической точки зрения было бы интересно узнать, как тамариск составляет свою формулу соли – она получается сама, или у него есть специальный механизм, смешивающий разные вещества в нужной пропорции, и отличается ли соль у тамарисков, растущих в разных регионах на разных почвах. Ну, а если думать о чём-то практическом, то тамарисковую соль, вполне возможно, будут использовать как удобное средство для сбора воды в пустынных и полупустынных регионах, где плохо с водоснабжением.
Автор: Кирилл Стасевич