Зачем берёзе белая кора и почему она не нагревается

Химический состав берёсты и природа белого цвета

В растительном мире белый цвет считается редким явлением. Большинство деревьев формирует тёмно-серую, коричневую или бурую кору, содержащую дубильные вещества меланинового ряда. Берёза пошла по иному эволюционному пути. Наружный слой её коры, берёста, состоит из отмерших клеток феллемы, или вторичной покровной ткани. Внутри этих полых клеток накапливается органическое соединение из группы тритерпеновых спиртов, которое ботаники называют бетулином или бетулинолом.

Бетулин синтезируется в процессе формирования пробки и плотно кристаллизуется внутри клеточных оболочек. Сам по себе этот порошок чисто белый. Он рассеивает все видимые длины световых волн примерно с одинаковой силой, создавая оптический эффект ослепительной белизны. В коре повислой или пушистой берёзы массовая доля бетулина доходит до трети от сухого веса пробки. Это природный защитный слой, который выполняет сразу механическую, биологическую и терморегуляционную работу.

Физика отражения и защита от весенних морозобоин

Основная опасность для стволов в умеренном и северном климате наступает в конце февраля и марте. Солнце в это время поднимается высоко и припекает с каждым днём сильнее, отражаясь от белого снежного покрова. Тёмная кора других деревьев жадно поглощает инфракрасное и видимое излучение. В ясный полдень поверхность тёмного ствола осины или дуба способна разогреться до плюс пятнадцати или двадцати градусов, хотя окружающий воздух остаётся морозным, около минус десяти градусов.

Такой локальный перегрев обманывает дерево. Живые клетки камбия под корой на солнечной стороне просыпаются от зимнего покоя, насыщаются влагой и готовятся к сокодвижению. Когда вечером солнце скрывается, температура мгновенно падает до суровых ночных отметок. Вода внутри оживших клеток замерзает, превращается в кристаллы льда и разрывает протопласты вместе с клеточными стенками. В результате образуются глубокие продольные трещины ствола, называемые морозобоинами.

Белая берёста обладает альбедо около семидесяти процентов. Это означает, что подавляющая часть световой энергии просто отскакивает от поверхности дерева, рассеиваясь в воздухе. Ствол практически не нагревается под прямыми полуденными лучами. Разница между освещённой и теневой сторонами берёзового ствола держится в пределах двух-трёх градусов. Камбий остаётся в состоянии глубокого биологического покоя до тех пор, пока среднесуточная температура воздуха надёжно не перешагнёт нулевую отметку.

Дыхание ствола через чёрные чечевички

Пробка, пропитанная бетулином и суберином, образует абсолютно герметичный кокон вокруг ствола. Она не пропускает наружу влагу, что позволяет берёзе выдерживать засуху и иссушающие зимние ветра. Одновременно такой панцирь блокирует поступление газов, необходимых для клеточного дыхания живых тканей ствола.

Эту проблему решают чёрные горизонтальные чёрточки, разбросанные по белому фону коры. В ботанике их называют чечевичками. В этих зонах клетки пробки не склеены плотно, а лежат рыхло, оставляя между собой микроскопические ходы. Фактически это вентиляционные отдушины дерева. Через чечевички кислород проникает к камбию и сосудистым тканям, а углекислый газ выходит наружу. В сырую или морозную погоду некоторые чечевички способны слегка сжиматься, регулируя интенсивность газообмена.

Химическая броня против микробов и влаги

Защита от нагрева остаётся лишь частью функций бетулина. Это вещество представляет собой мощный природный консервант и фунгицид. Споры паразитических грибов, бактерии и личинки насекомых-вредителей с трудом пробивают берёсту. Бетулин подавляет деление чужеродных клеток и блокирует работу микробных ферментов, пытающихся разрушить древесину.

Показательный пример этой стойкости часто встречается в лесу. Упавшая старая берёза сгнивает изнутри за несколько лет, превращаясь во влажную мягкую труху под действием дереворазрушающих грибов, проникших через сломанные ветви. Внешняя белая берестяная оболочка при этом остаётся абсолютно целой, сохраняя гибкость и прочность. Именно поэтому древнерусские грамоты, написанные на берёсте, пролежали во влажной новгородской почве почти тысячу лет и дошли до наших дней в читаемом состоянии.

Стволовой фотосинтез под слоем мела

Если осторожно отшелушить верхний тончайший слой белой берёсты, под ним обнаружится ярко-зелёная ткань. Это хлоренхима, клетки которой плотно заполнены хлоропластами. Берёза способна запускать фотосинтез задолго до того, как на ветвях распустятся первые клейкие листья.

Белая берёста пропускает часть рассеянного света вглубь, к зелёному слою. Весной хлоренхима улавливает углекислый газ, выделяемый при внутреннем дыхании стволовых клеток, и с помощью весеннего света превращает его в простые сахара. Этот механизм помогает дереву быстро накопить ресурсы для выталкивания почек и активного распускания листвы.