Мудрость леса. В поисках материнского древа и таинственной связи всего живого

Сахар – углеродные кольца, соединенные с водородом и кислородом – накапливается в клетках листьев, а затем сок идет в жилки листьев, как кровь, накачиваемая в артерии.

Из листьев сахар попадает в проводящие клетки флоэмы – ткани, которая опоясывает ствол березы под корой и образует путь от листьев до кончиков корней. Как только сладкий сок оказывается в самых верхних ситовидных клетках флоэмы, между ними и соседними клетками флоэмы возникает осмотический градиент. Осмос приводит к тому, что вода, поглощаемая корнями из почвы, поднимается по ксилеме – внутренней проводящей ткани, связывающей корни с листвой – и поступает в верхние ситовидные клетки флоэмы; концентрация раствора между взаимосвязанными ситовидными клетками уравновешивается. Увеличение давления в клетках – тургорное давление – заставляет продукты фотосинтеза двигаться вниз по гладкой цепи ситовидных клеток до самых корней. Корни, как и надземные части дерева, например почки и семена, нуждаются в энергии и поглощают этот сахар. Листья – источник продуктов фотосинтеза, а корни – поглотитель. Клетки корней быстро метаболизируют сахар и частично перемещают его в соседние клетки корней вместе с водой, ослабляя тур-горное давление. Это передвижение воды с сахаром из одной клетки корня в другую играет определенную роль в градиенте «источник – поглотитель», поскольку раствор продолжает течь от корней к листьям, а затем от верхушки дерева к низу. Такой процесс ученые называют напорным потоком. Это похоже на перекачку крови из костного мозга (источник) в сосуды, а затем в клетки (поглотители) для удовлетворения нашей потребности в кислороде. Пока листья синтезируют сахар в процессе фотосинтеза, увеличивая силу источника, а корни продолжают метаболизировать перенесенные сахара для наращивания корневых тканей, увеличивая силу поглотителя, раствор сахара продолжает двигаться по градиенту «источник – поглотитель» от листьев к корням.

Мы перенесли тенты дальше по склону к оставшимся тройкам. Я рисковала, проводя этот эксперимент, поскольку еще не было установлено, что в лесах образуются подземные сети, тем более между деревьями разных пород. Еще более невероятной казалась идея, что эти сети могут служить путями для сотрудничества и торговыми маршрутами для сахара. Но я впитала достоинства синергии, когда росла в лесу, бродя по заросшим деревьями склонам горы Симард, лазая по деревьям и строя убежища вместе с Келли.

Сахарный поезд в моем воображении не останавливался у корней. Я наблюдала, как продукты фотосинтеза перегружаются из кончиков корней к микоризным грибным партнерам, словно товар, перекладываемый из вагонов в грузовики. Сахар поступает в клетки гриба, захватившие клетки корней и уходящие от них в виде нитей в почву. Вода из почвы устремляется в эти грибные клетки-приемники, чтобы уравновесить концентрацию сахара в соседних грибных клетках точно так же, как это происходит в листьях и флоэме. Возрастающее давление от притока воды распространяет сахарный раствор по нитям грибных клеток, окутывающих корни, а затем по гифам, уходящим в почву, подобно воде, текущей из крана по множеству подсоединенных шлангов. Часть сахаров расходится, способствуя росту новых гиф в почве, которые помогут собрать больше воды и питательных веществ и вернут их к корням.

Я планировала пометить березу бумажную радиоактивным изотопом (углерод-14), чтобы проследить, как продукты фотосинтеза березы перемещаются к пихте Дугласа, а пихту – стабильным изотопом (углерод-13), чтобы увидеть, как продукты фотосинтеза пихты переходят к березе бумажной. Таким образом я могла не только выяснить, транспортируется ли углерод от березы к пихте, но и узнать, движется ли он в обратном направлении – от пихты к березе, словно грузовики по двухполосному шоссе. Измерив количество обоих изотопов, попавших в каждый саженец, я могла также определить, не отдала ли береза пихте больше, чем получила взамен. В этом случае стало бы ясно: деревья находятся в более сложном танце, нежели просто в борьбе за свет; я узнала бы, верна ли моя интуитивная догадка, что деревья тесно связаны друг с другом, меняя поведение в зависимости от функционирования всего сообщества.

Всю неделю ожидание проверки саженцев отвлекало меня от постоянного беспокойства за Келли. Молодые деревца поднялись энергично, от щиколотки до колена. Когда мы с Барб переходили от тройки к тройке, саженцы приветствовали нас ароматным букетом и мягкой пестротой. Деревца были жизнеспособными.

– Похоже, ты расскажешь мне кое-какие секреты, – пробормотала я, потянувшись к пихте с крепким стеблем.