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

Ее хвоя уже касалась мягких зубчатых листьев соседней березы. Кедры сияли там, где береза отбрасывала прохладную тень, защищая их нежные хлоропласты от высоко стоящего солнца. Там, где тени от листьев березы не хватало, кедры имели цвет загара, предотвращая повреждение хлорофилла. Саженцы в этой тройке стояли так близко друг к другу, что казались связанными общей историей, имеющей начало, середину и конец.

Барб поинтересовалась, почему я посадила кедр рядом с березой и пихтой.

Кедр не может образовать микоризное грибное партнерство с березой и пихтой из-за того, что формирует арбускулярную микоризу, а не эктомикоризу, как два других вида. Поэтому, если корням кедра достаются сахара, созданные пихтой или березой, то они забирают их уже через почву. Я посадила кедр в качестве контрольного экземпляра, чтобы определить, сколько углерода попадает в почву, а сколько передается через эктомикоризную сеть, связывающую березу и пихту.

С помощью портативного инфракрасного газоанализатора – устройства размером с автомобильный аккумулятор с прозрачной бочкообразной камерой – мы проверили, как тенты выполняют свою задачу по снижению интенсивности фотосинтеза у саженцев пихты. Используя зажимы, я прикрепила камеру поверх иголок пихты без тента.

Оказавшись внутри камеры, иголки пихты продолжали фотосинтез, но теперь газы не просто выделялись в воздух, а проходили через маленький аппарат. Иными словами, газоанализатор измерял скорость фотосинтеза.

Солнце светило сквозь прозрачный пластик камеры, иголки раскачивались. Хвоя пихты жадно поглощала углекислый газ в камере; прибор демонстрировал, что фотосинтез идет с максимально возможной скоростью. Барб записала показания, и мы перешли к следующей тройке, где пихта находилась под плотным тентом и получала только пять процентов света. Просунув камеру под тент и закрепив над хвоей, я вздохнула с облегчением. Мои тенты работали. Скорость фотосинтеза у сильно затененного саженца пихты оказалась в четыре раза ниже, нежели у саженца на открытом солнце. Радовало также, что тенты не влияли на температуру воздуха (что могло изменить скорость фотосинтеза) – они были достаточно пористыми, и воздух свободно проходил через них. Мы побежали к следующему дереву, скрытому под черным тентом. Скорость фотосинтеза у этого частично затененного саженца оказалась промежуточной.

Переходя от пихты к пихте, мы подтвердили эту закономерность. Затем проверили березу.

Полностью освещенные березы фотосинтезировали вдвое активнее, чем саженцы пихты на солнце.

В восемь раз активнее, чем пихты в плотной тени зеленых тентов, что подтверждало наличие между ними резкого градиента «источник – поглотитель». Если эти два дерева связаны микоризной сетью и углерод действительно течет через соединительные гифы по градиенту «источник – поглотитель», как считал сэр Дэвид, то избыток фотосинтетических сахаров в листьях березы должен переходить в корни пихты. От источника (листьев березы) к поглотителю (корням пихты). Я раскраснелась от волнения, просматривая колонки данных. Чем больше тени давали тенты, тем выше был перепад «источник – поглотитель» от березы к пихте.

В конце дня мы погрузили газоанализатор в пикап. Сидя на заднем сиденье, я проверяла, не забыли ли мы что-нибудь. Барб записывала концентрацию углекислого газа, воды и кислорода, количество света, падающего на хвою, и температуру воздуха в камере. Вспомнив о лабораторном исследовании Кристины Арнебрант, молодой исследовательницы из Швеции, которая продемонстрировала, что ольха поставляет азот сосне через микоризные связи, я вернулась на следующий день и взяла образцы листьев березы и хвои пихты, чтобы определить концентрацию азота в них.

Через пару недель лаборатория прислала результаты. Концентрация азота в листьях березы оказалась вдвое выше, чем в иголках пихты. Это не только помогало объяснить более высокую скорость фотосинтеза у березы по сравнению с пихтой (азот – ключевой компонент хлорофилла), но и означало, что между этими двумя видами существует градиент «источник – поглотитель» азота. Как между ольхой, связывающей азот, и сосной, не умеющей это делать, которые фигурировали в исследовании Кристины.