Структура клеток связана с долголетием медленнорастущих сосен жёлтых

Медленнорастущие сосны жёлтые (Ponderosa Pine) могут иметь больше шансов на выживание в долгосрочной перспективе по сравнению с быстрорастущими, особенно по мере того, как изменение климата увеличивает частоту и интенсивность засух. К такому выводу пришли исследователи из Университета Монтаны.

Их работа показывает, что долголетие этих деревьев может зависеть от формы микроскопических клапаноподобных структур между клетками, которые транспортируют воду.

Исследование, проведённое выпускницей UM Бет Роскилли и профессором Анной Сала, опубликовано на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences. Учёные изучили темпы роста деревьев разного возраста на двух удалённых участках в Айдахо, а также структурные особенности их ксилемы — сосудистой ткани, транспортирующей воду и минералы.

Ключевые выводы:

• Среди молодых деревьев есть как быстрорастущие, так и медленнорастущие.
• Однако все старые сосны (старше 350 лет) — медленнорастущие, и они росли медленно даже в молодости.
• Вопреки ожиданиям, медленный рост не привёл к формированию более плотной и прочной древесины, которая могла бы повысить устойчивость к болезням.
• Главное различие между типами роста кроется в структуре мембраны окаймлённых пор (pit membrane) — микроскопического "клапана" между клетками ксилемы.
• Уникальная форма этой мембраны у медленнорастущих деревьев обеспечивает лучшую защиту от засухи, но замедляет транспортировку воды, ограничивая скорость роста.

"Сосны жёлтые, как и люди, не могут иметь всего сразу, — говорит ведущий автор Бет Роскилли. — Устойчивость к засухе способствует долголетию, но также и медленному росту. Существует фундаментальный компромисс, основанный на структуре ксилемы".

Исследование предполагает, что быстрорастущие деревья быстрее становятся крупными, что выгодно в конкурентной борьбе за ресурсы, но делает их более уязвимыми к засухе и сокращает продолжительность жизни. Медленнорастущие деревья, напротив, более устойчивы к засухе, что увеличивает их долголетие.

"Древние деревья особенные по многим причинам, — отмечает профессор Анна Сала. — Результаты этого исследования также говорят о том, что они особенные, потому что лесные менеджеры не могут заставить любую сосну жить веками, как бы они ни старались. Чтобы сосна жёлтая стала столетней, её древесина должна обладать этой уникальной структурой".