Ученые обнаружили ископаемые деревья, возраст которых составляет 386 миллионов лет. Это самые древние на сегодняшний день окаменелости доисторического леса. Находка описана в журнале Current Biology.

При обследовании заброшенного песчаного карьера в местечке Каир в штате Нью-Йорк (США) в 2008 году ученые обнаружили прекрасно сохранившиеся отпечатки корневой системы крупных деревьев, которые были, по мнению палеоботаников, частью огромного леса, который произрастал здесь в середине девонского периода.

Закончив изучение объекта, исследователи выяснили, что это остатки самого древнего леса на планете. Ранее старейшими на планете считались деревья, обнаруженные в местечке Гильбоа, также в штате Нью-Йорк. Их возраст был определен в 385 миллионов лет.

Окаменевшая корневая система археоптерисов - древнейших на планете деревьевУченые нанесли на карту границы древнего леса, площадь которого составляла как минимум три тысячи квадратных метров. В нем произрастали по меньшей мере два вида деревьев. Первый — Eospermatopteris — относился к классу кладоксилеевые (Cladoxylopsida) — древовидных хвощей, аналогичных тем, что были найдены в Гильбоа. Второй вид — Archaeopteris — крупные растения с древесным стволом и плоскими папоротниковидными листьями, обладавшие мощной разветвленной корневой системой, отпечатки которой нашли ученые. Длина отдельных корней достигает 11 метров, а толщина — до 15 сантиметров.

Среднедевонский лес, очевидно, был не таким густым, как современные леса. Отдельные и редкие кладоксилопсиды — безлистные деревья высотой до 10 метров и короткими ветвями перемежались в нем с археоптерисами, напоминавшими сосну, на ветвях которой вместо иголок росли вьющиеся листья, как у папоротника.

Окаменелые остатки самого старого в мире ископаемого леса в карьере из песчаника в Каире, штат Нью-ЙоркИсследователи отмечают, что многоуровневая корневая система археоптерисов сыграла важную роль во взаимодействии древних растений и почв, а значит и в совместной эволюции лесов и атмосферы. Это были одни из первых растений, которые благодаря своим плоским зеленым листьям начали активно улавливать и накапливать углекислый газ из воздуха.

"Эти деревья способствовали удалению углекислого газа из атмосферы", — приводятся в пресс-релизе Кардиффского университета слова одного из авторов исследования Кристофера Берри Christopher Berry. — В итоге к концу девонского периода количество углекислого газа в атмосфере уменьшилось до сегодняшнего значения".

Все эти деревья размножались, используя споры, а не семена. Еще один вид растений ученым не удалось идентифицировать.

Исследование также показало, что древнейший на планете лес был уничтожен наводнением. На это указывают находки в тех же слоях окаменелостей рыб. Возможно, именно благодаря тому, что корневая система растений законсервировалась в бескислородной среде морских осадочных отложений, она так хорошо сохранилась.

Российские биологи и почвоведы выяснили, что заброшенные поля покрываются лесом примерно в пять раз быстрее, чем считалось ранее, всего за два десятка лет. Их выводы были представлены в журнале Ecological Processes.

"Расселение лесных видов без пожаров происходит очень быстро, если это поле находится рядом с лесом, богатым разными видами. В литературе можно встретить оценки на уровне 100, 200 и 300 лет. На заповедных землях мы увидели, что уже через 20 лет происходит восстановление лесной флоры на бывших пашнях", — заявила Лариса Ханина, заведующая лабораторией вычислительной экологии ИМПБ РАН в Пущино.

Вырубки лесов под новые поля и пастбища, а также обратный процесс – их зарастание молодой древесной порослью, давно интересуют очень широкий круг ученых, начиная со специалистов в области древней и средневековой истории и заканчивая климатологами, экологами и экономистами.

Для России в последние три десятилетия этот вопрос стал особенно актуальным из-за того, что огромные площади посевных угодий были заброшены вместе с колхозами и вымершими деревнями в начале и конце 1990 годов. Экологи давно пытаются узнать, как быстро они зарастают лесом и как на этот процесс влияют пожары, периодически возникающие на подобных полях, заросших бурьяном и травами.

Как передает пресс-служба Института математических проблем биологии РАН, Ханина и ее коллеги дали несколько неожиданный ответ на этот вопрос, наблюдая с 1998 по 2014 год за тем, что происходило на одном из заброшенных полей площадью в 265 квадратных километров, расположенном в нескольких сотнях километров к югу от Москвы.

Наблюдая за тем, как часто возникали пожары на этих клочках почвы, биологи и почвоведы просчитали то, как они меняют характер роста флоры и на переходы между различными типами экосистем.

Как показали эти наблюдения и расчеты, классические представления о том, как зарастают заброшенные поля и как пожары влияют на их состояние, оказались в корне неверными.

Во-первых, ученые выяснили, что лес начинает появляться на их территории практически сразу после того, как поле выводится из сельскохозяйственного оборота, минуя стадии их зарастания травой и кустарниками, на которые раньше ученые выделяли по 5-10 лет.

Во-вторых, оказалось, что скорость этого процесса и время его начала очень сильно зависели от того, как часто возникали пожары на их территории. При их полном отсутствии лес возрождался примерно за 20 лет, а частые пожары отодвигали эту дату на десятки лет и радикально меняли видовой состав флоры.

Частота самих пожаров была крайне неоднородной – в некоторых регионах они случались каждые 1-2 года, тогда как в других участках Серпуховской области они происходили раз в пять лет или реже. Эти различия были связаны в основном с деятельностью человека, так как самые частые пожары происходили рядом с деревнями и прочими поселениями, а также местными флуктуациями климата.

Что интересно, появление лесов на бывших полях приводило к резкому обеднению почвы из-за того, что деревья выкачивали из них весь азот, органику, фосфор и прочие полезные вещества. Эта ситуация была совершенно не характерной для уже устоявшихся лесных массивов — их грунт, наоборот, был богатым на нутриенты и сбалансированным с химической точки зрения.

Подобные сведения, как считают ученые, будут полезны не только сотрудникам экологических ведомств, но и потенциальным покупателям заброшенных земель, планирующих расчистить их от леса для эксплуатации в агрикультурных целях.

Источник: РИА Новости

Самые высокие тропические деревья мира произрастают в Борнео, и относятся к роду шорея, высота их лишь на несколько десятков метров ниже секвойи и достигает 94 метров.

Подробнее...

Команда физиков и ботаников обнаружила в горах Пиндос на севере Греции тысячелетнюю боснийскую сосну, древнейшее на сегодняшний день дерево Европы, которое было современником киевского князя Игоря Рюриковича и византийского императора Константина VII Багрянородного, сообщает журнал National Geographics.

Самое старое дерево Европы"Крайне удивительно, что этот сложный и крайне интересный организм выжил в столь беспокойной среде, в той части Земли, которая была населена людьми уже более трех тысяч лет. Много лет назад я прочитал диссертацию, в которой упоминался этот крайне интересный лес. Сейчас нам удалось взять пробу его древесины из центра и подсчитать годичные кольца, которых оказалось 1075 штук", — рассказывает Пол Крусич (Paul Krusic) из университета Стокгольма (Швеция).

Это дерево, которое ученые сейчас называют "Адонисом", живет в компании нескольких десятков других "пожилых" деревьев, чей возраст, по предварительным оценкам Крусича и его коллег, также приближается к тысяче лет или даже переваливает через эту отметку.

Такие деревья, как рассказывает ученый, интересны науке не только ради изучения секретов их долголетия, но и по той причине, что они сами и их годичные кольца представляют собой обширную климатическую летопись длиной в то время, которое дерево успело прожить на Земле. Подобные "летописи" уже помогли ученым раскрыть тайну отступления войск монголов во время их похода на Европу в 1242 году, а также указали на мощнейшую вспышку сверхновой звезды, поразившей Землю в 774 году.

Как отмечают ученые, крайне удивительно, что подобные деревья в лице "Адониса" и его соседей сохранились в той части Европы, которая постоянно служила предметом конфликтом между различными империями, которые находились или пытались завоевать Балканы и Грецию. К примеру, в 500-летие "Адониса" та часть Греции, где он растет, была завоевана турками-оттоманами, а на тысячелетие приходится оккупация Греции войсками нацистской Германии и ее союзников.

Источник: РИА Новости

Красноярские ученые предлагают создать общероссийских банк образцов древесины, который может быть использован, в частности, в борьбе с нелегальными вырубкам, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета.

Банк данных древесиныС такой базой данных и уже разработанными компьютерными алгоритмами следственные органы смогут оперативно определять географическое расположение и дату рубки всех образцов древесины, уверены в университете.

Дендрохронологическая экспертиза позволяет автоматически определять дату и место рубки дерева с точностью до месяца и 100 километров.

Судебная дендрохронология базируется на том, что растущие на одном участке деревья синхронно реагируют на изменения внешней среды.

"Например, благоприятный период формирует широкое годичное кольцо, а неблагоприятный - узкое, - рассказал ректор Сибирского федерального университета, академик РАН Евгений Ваганов. - Фиксируя радиальный прирост, можно установить, во-первых, что срубленное дерево росло на данной территории, во-вторых, календарный год гибели иногда с точностью вплоть до месяца. Кроме того, дендрохронологический метод позволяет оценить живое или сухостойное дерево было срублено, и даже принадлежность различных фрагментов ствола одному дереву".

Сейчас уже разработаны и успешно применяются недорогие программные средства для такого анализа, но для совершенной работы им пока не хватает полноценного банка данных: в идеале вся территория страны должна быть разбита на части с характерными размерами примерно в те же 100 км, с каждой из которых будет собрано около 20 образцов древесины.

На территории Сибири работы по созданию банка данных ведутся, начиная 1988 года. На сегодняшний день банк пополняется силами работников Сибирского федерального университета и Института леса имени Сукачева. Уже собраны около тысячи образцов. Достаточно хорошо представлен север Сибири. В последние годы весьма интенсивно велась работа в Бурятии, на юге Красноярского края, в на Алтае и в Хакасии.

По данным Рослесхоза, за весь 2015 год нарушителей лесного законодательства удалось выявить только в половине зарегистрированных случаев.

Источник: ТАСС

Благодаря фотосинтезу у растений особые отношения с солнечным светом: они могут поглощать углекислый газ, синтезируя углеводы в буквальном смысле «из воздуха». Не удивительно, что многие растительные гены работают на хлоропласты, где и происходит фотосинтез, и что активность этих генов зависит от солнечного света. При этом сами хлоропласты могут посылать в ядро некие сигналы, влияющие на активность генов. И хотя о таком общении хлоропластов с ядром растительной клетки известно давно, природа этих сигналов продолжает до сих пор интриговать учёных. 

Хлоропласты листьев могут «разговаривать» с корнями. (Фото Callista Images.) Новое исследование, опубликованное в журнале Science, лишь запутывает дело. Альберто Корнблихт (Alberto Kornblihtt) из Буэнос-Айресского университета (Аргентина) и его коллеги из Австрии и Великобритании обнаружили, что хлоропласты могут влиять не только на транскрипцию, но и на посттранскрипционную судьбу РНК, синтезированной в ядре.

Как известно, матричная РНК после синтеза претерпевает сплайсинг, когда из молекулы незрелой РНК вырезаются некоторые куски, а оставшиеся сшиваются так, чтобы рибосомы смогли синтезировать некий белок, нужный в данный момент клетке. Этот процесс выполняет сложноустроенная белковая машина, причём сами белки, входящие в её состав, синтезируются с РНК, которая тоже проходит сплайсинг. 

Сплайсинг зависит от внешних сигналов: текущие условия определяют тот или иной вариант РНК, нужный клетке. И вот оказалось, что сплайсинг РНК, кодирующих белки сплайсинга, зависит от солнечного света, а непосредственным источником сигнала служат хлоропласты. То, что «сигналополучателем» оказывается белок сплайсинга, говорит о том, что сигнал этот имеет глобальное значение — ведь он таким образом влияет на молекулярную машину, работающую со многими РНК. 

Более того, этот хлоропластный сигнал распространяется по растению целиком. Если листья получали свет, то сплайсинговая модификация происходила и в корнях тоже. На всякий случай биологи пытались освещать и сами корни, но никакого эффекта не добились. То есть сигнал, родившись в листьях, действительно как-то добирается до корней. 

С одной стороны, тут всё понятно: свет для растений исключительно важен, он определяет почти все жизненные процессы, а поэтому его влияние должно распространиться на всё растительное тело. Вот оно и распространяется. Но как именно, ещё предстоит узнать. Одно ясно уже сейчас: это не сахара, потому что сами по себе сахара в эксперименте никакого сплайсинга не регулировали. Возможно, тот способ, которым хлоропласты общаются с ядрами своих клеток и другими частями растения, родом из тех времён, когда хлоропласты только-только перестали быть самостоятельными клетками и только-только учились строить отношения с поглотившими их клетками-хозяевами...

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Деревья девонского периода были похожи на современные древовидные папоротники, пальмы и саговники. Высота их достигала 8 метров, а на его верхушках располагались тонкие листовидные отростки отвечавшие за фотосинтез и больше походившие на палочки, чем на листья.

Подробнее...

Вильям Стейн (William Stein), палеоботаник из университета Бингемтона (Binghamton University) вместе с коллегами нашёл две окаменелости самых древних деревьев, одна из которых представляет собой цельное дерево (ствол, соединённый с кроной). Новые находки, вкупе с предыдущими, дали возможность сделать интересные выводы об истории Земли.

У этих высоких древних деревьев не было листьев, только пучки «веточек». Справа: одна из окаменелостей, найденных в конце позапрошлого века (иллюстрация Frank Mannolini/New York State Museum, фото W. Stein)Нужно отметить, что в 1870-х годах в Гильбоа (Gilboa), штат Нью-Йорк, были найдены неполные окаменелости таких деревьев. Они были классифицированы как Eospermatopteris. Росли эти деревья предположительно 390-350 миллионов лет назад. Само по себе открытие было очень важным, но никто тогда так и не узнал, как выглядели деревья, поскольку были обнаружены только их стволы.

А что же кроны? Раньше археологам не раз попадались верхушки деревьев, но они и не предполагали, что кроны как-то относятся к находке XIX века, и считали их самостоятельными растениями.

Теперь же учёные могут представить, как выглядел древнейший лес.

Собрав вместе все отпечатки, группа Стейна получила дерево, очень похожее на современные древовидные папоротники, пальмы или саговники. На верхушке длинного ствола располагались тонкие листовидные отростки, которые отвечали за фотосинтез. При этом высота всего растения могла достигать почти 8 метров.

«В те времена листья представляли собой не что иное, как палочки, — рассказывают исследователи в своей статье, опубликованной в Nature. — Это выглядело очень странно, но они играли роль листьев».

«Представление о том, как выглядели деревья девонского периода, позволит нам понять и древнюю экологию, которая сформировала земные химические циклы», — говорит Томас Альгео (Thomas Algeo), профессор геологии в университете Цинциннати (University of Cincinnati).

«Ветки-листья этих деревьев со временем отпадали и разлагались, создавая тем самым пищевую цепочку для жуков, живущих под ними», — рассказывает другой работающий с находкой учёный Кристофер Берри (Christopher Berry) из университета Кардиффа (Cardiff University).

Кроме того, разрастание на планете таких лесов привело, вероятно, к большому поглощению ими диоксида углерода и, как следствие, значительному снижению температуры атмосферы. Этот важный период в истории планеты привёл её к нынешнему виду.

Источник: МЕМБРАНА

Как правило, чем выше дерево, тем меньше его листья. Математическое объяснение этого феномена, оказывается, одновременно накладывает ограничение на максимальную высоту деревьев.

Секвойи на Медвежьей горе в Калифорнии (фото MizzD) Каре Йензен из Гарвардского университета и Мацей Звенецкий из Калифорнийского университета в Дэвисе (оба — США) сравнили 1 925 видов деревьев, листья которых варьировались в длину от нескольких миллиметров до метра с лишним, и обнаружили, что сильнее всего размеры листьев колеблются у относительно низких деревьев.

Г-н Йензен считает, что причину следует искать в циркуляционной системе растения. Сахара, произведённые в листьях, распространяются через сеть трубовидных клеток — флоэм. По мере движения сахара ускоряются, и чем больше листья, тем быстрее питательные вещества добираются до других частей растения. Но флоэмы стеблей, веток и стволов играют роль бутылочного горлышка, и наступает момент, когда увеличение листьев перестаёт иметь смысл, становится напрасной тратой энергии. Высокие деревья достигают этого предела, когда их листья ещё малы, потому что сахарам приходится идти через ствол в надежде добраться до корней, то есть бутылочное горлышко становится чересчур длинным.

Уравнения г-на Йензена, описывающие эти отношения, говорят о том, что по мере роста деревьев диапазон возможных размеров листвы сужается и примерно на высоте 100 м достигается предел: максимум совпадает с минимумом. Выше этого у деревьев, судя по всему, не может быть жизнеспособных листьев. Вот почему самое большое дерево мира — калифорнийская секвойя — не растёт дальше 115,6 м.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Старые тропические деревья становятся почвой для мхов, которые подкармливают   азотом подрастающую молодь.

Старый лес    Азот – элемент, без которого не обходится ни одно живое существо. Он входит   в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), а также хлорофилла (зеленый пигмент   растений), гемоглобина и вообще всех белков. Животные получают азотсодержащие   соединения достаточно просто — вместе с продуктами питания. А растения добывают   азот, потребляя нитраты и нитриты (соли азотной и азотистой кислоты) или   фиксируя свободные молекулы (N₂) из почвы и атмосферы. Последним   способом пользуются только бобовые растения и мхи. Да и делают они это не самостоятельно, а с помощью бактерий-помощников.   Правда, плоды совместного труда азотфиксирующие «фабрики» используют не для   личного насыщения, а во благо всей экосистемы: «отловленный» азот поступает   в почву в удобоваримой форме.

Неземные мхи

    Биологи знают, что наземные мхи (те, которые формируют лесную подстилку)   играют важную роль в процессе биологической фиксации азота. Зо Линдо (Dr. Zoë   Lindo) и Джлонатан Уитли (Jonathan Whiteley) из Университета Макгилла (McGill   University) изучили азотофиксирующие способности не наземных, а древесных   (свисающих) мхов, которые распространены в тропических лесах Северной Америки.   На примере лесов Канады (точнее, провинции Британская Колумбия) ученые   подтвердили, что бактерии-помощники (симбиотические цианобактерии)   сожительствуют с мхами, «зависающими» на разных высотах – от 0,15 до 30 метров.   Причем, чем выше растет мох, тем больше концентрация цианобактерий в «мягкой   свисающей бороде». Высокая концентрация цианобактерий сказывается и на   азотфиксирующем потенциале растения: на высоте 30 метров мхи усваивают в три   раза больше азота по сравнению с теми, которые обитают в приземном слое.

    Исследователи отмечают, что описанная динамика означает, что вековые деревья   подкармливают молодой лес: «Мхи начинают расти только на очень старых деревьях,   возраст которых порой переваливает за сотню лет, — пишет доктор Линдо в статье   Old trees contribute bio-available nitrogen through canopy bryophytes,   опубликованной в журнале Plant and Soil. — Эти старцы – почва для азотфиксирующей   фабрики, которая, в конечном счете, кормит весь лес».

    Авторы исследования отмечают, что полученные результаты означают, что старые   деревья тропических лесов нуждаются в большей заботе и внимании. По меньшей мере   из-за того, что благодаря им процветает и набирает силы зеленая молодь.

Источник:  Infox.ru

При поиске пищи пернатые ориентируются на те виды деревьев, которые гусеницы считают наиболее питательными. Таким образом, деревья могут сохранить собственную пищевую привлекательность для своих целей, полагаясь на заботу птиц.

Черешня! Вкусно! Да, одно из самых привлекательных деревьев для гусениц. (Фото chuckpearson01.)По мнению экологов из Калифорнийского университета в Ирвайне (США), птицы ведут себя ничуть не хуже опытных садоводов, запоминая деревья, которым гусеницы благоволят больше всего. И перед гусеницами встаёт проблема: питаться плохо и остаться в живых — или питаться хорошо, но, скорее всего, недолго.

Два года исследователи наблюдали за пищевым треугольником в лесах Коннектикута; результаты этой работы они опубликовали в журнале American Naturalist. Разные виды деревьев могут довольно сильно разниться на вкус гусениц. На самых питательных число вредителей может наполовину превышать их же количество на деревьях, не отличающихся высокими пищевыми качествами. Такие пищевые предпочтения насекомых не могли остаться незамеченными для птиц. По словам учёных, склонность птиц посещать более «гусеничные» деревья (например, черешню) не заложена генетически, а приобретается с опытом.

Возможно, этот вывод не так уж и интересен («Подумать только, птицы летят туда, где больше пищи!»), но всё же он может иметь большое значение для эволюционно-экологических построений.

Главные герои в данном случае не птицы и даже не гусеницы, а растения. Взаимоотношения между птицами и гусеницами оказываются той силой, которая вынуждает деревья делать выбор — быть вкусными или невкусными. С одной стороны, невкусность защищает сама по себе, с другой — «вкусное» дерево защитят птицы.

Возможно, именно благодаря пернатым многие деревья в ходе эволюции сохранили свои высокие, с точки зрения гусениц, вкусовые качества. Авторы работы подчёркивают, что, рассматривая сразу несколько звеньев пищевой цепи, мы получаем намного больше информации о жизни видового сообщества как с экологической, так и эволюционной точки зрения.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА