Но вместе с захватом CO₂ через устьица испаряется вода — взрослое дерево за день может потерять сотни литров.

При нехватке влаги растения закрывают устьица, чтобы сохранить воду. Это давно известно, но до сих пор было неясно, что именно запускает этот механизм. Исследователи из Базельского университета нашли ответ. Они изучали деревья в лесной лаборатории Хёльштайн, где специальный кран позволяет наблюдать за процессами в кронах.

Результаты опубликованы в издании Nature Plants.

Испарение воды — побочный эффект фотосинтеза. Если устьица закрыты, дерево не теряет влагу, но и не может поглощать CO₂. Раньше считалось, что растения ждут до последнего, оставляя устьица открытыми, чтобы не прерывать фотосинтез.

Но оказалось, всё сложнее. Когда вода испаряется, внутри ствола создается отрицательное давление, которое поднимает влагу от корней к листьям. Ночью дерево восполняет потери, а клетки наполняются водой, создавая давление, необходимое для роста. Поэтому деревья растут именно ночью.

Если почва сухая, воды не хватает, и давление в клетках падает. Рост замедляется. При сильной засухе водные столбы в древесине разрываются, образуются воздушные пузыри — эмболии. Это смертельно: система транспорта воды рушится, и дерево погибает.

Раньше думали, что устьица закрываются только перед самым коллапсом. Но новые данные показали: дерево не станет открывать их утром, если за ночь не смогло восполнить запасы воды. Оно жертвует фотосинтезом, чтобы сохранить рост.

Это логично: если роста нет, то даже при активном фотосинтезе дерево не сможет использовать его продукты. Поэтому главное — не максимизировать поглощение CO₂, а эффективно тратить ресурсы на развитие.

Открытие меняет представления о роли лесов в углеродном цикле. Если устьица закрываются раньше, чем предполагалось, деревья поглощают меньше CO₂. Климатические модели, рассчитанные на активное поглощение углерода, придется пересматривать — особенно для регионов, где засухи учащаются.

Интересно, что это правило работает для всех видов — и хвойных, и лиственных. Значит, устойчивость к засухе зависит не только от работы устьиц.

Этот труд важен по трем причинам:

• Практика лесного хозяйства — понимание, когда деревья переходят в режим экономии воды, поможет прогнозировать их реакцию на засуху.
• Климатология — уточнение роли лесов в углеродном балансе сделает модели изменения климата точнее.
• Физиология растений — открытие приоритета роста над фотосинтезом меняет базовые представления о стратегиях выживания.

Следует заметить, что исследование проводилось в условиях умеренного климата. Не факт, что тропические или аридные виды ведут себя так же — их адаптация к дефициту воды могла выработать иные механизмы.

Ранее ученые пришли к выводу, что растения тоже потеют из-за жары.