КАРЕЛЬСКАЯ БЕРЕЗА -ЗАГАДОЧНОЕ ДЕРЕВО СЕВЕРА
Доктор технических наук Борис БЕЛАШЕВ, старший научный сотрудник Института геологии Карельского научного центра (КарНЦ) РАН, кандидат биологических наук Виктор БОЛОНДИНСКИЙ, научный сотрудник Института леса КарНЦ РАН (г. Петрозаводск, Республика Карелия)
Карельская береза — экологическая форма березы повислой
(Betula pendula Roth.), получившая название в 1857 г. в трудах русского ученого-ботаника члена-корреспондента Императорской академии наук Карла Мерклина, широко известна в мире благодаря своеобразной аномальной форме ствола и ветвей, а также уникальной узорчатой текстуре древесины. Эти внешние и внутренние отклонения от нормы, а также их природа хорошо изучены. Однако до сих пор в научном сообществе нет единого мнения о причинах их образования. Одни специалисты считают это результатом воздействия бактерий и вирусов. Другие основывают свои гипотезы на химическом составе почв. Третьи настаивают на хромосомных мутациях, указывая на то, что стопроцентные признаки «карелистости» не наследуются в семенном потомстве. Четвертые выступают за криогенную теорию происхождения редкой породы, согласно которой признаки ее отклонения от нормы — результат влияния заморозков на обычную березу в раннем возрасте. Авторы же данной статьи склоняются к версии мутагенного воздействия на эту породу радиоактивного газа радона, поступающего из литосферы.
Роща карельской березы.
Характерный вид карельской березы.
Карельская береза (Betula pendula Roth. Var. carelica Merci.) представляет собой кустарник или дерево до 25 м высотой со стволом, имеющим утолщения в виде вздутий, желвачков, заметных под тонкой корой молодых деревьев, или крупные бочковидные образования и наплывы с перехватами между ними. Главный ее структурный признак — затрагивающая прежде всего стебель плотная узорчатая древесина, отличающаяся поверхностными углублениями — ямчатостью. Обнаруженное у сахарного клена, сосны, ольхи и других пород, это явление у карельской березы выражено наиболее ярко. По красоте рисунка ей нет равных среди других лиственных светлых пород. Благодаря использованию в интерьерах монарших покоев и дворцов вельмож она получила название «царское дерево».
В текстуре карельской березы присутствуют темные включения разнообразной формы, блестящие «завитки», волнисто изгибающиеся годичные слои. Неоднородность образуется за счет врастания коры в камбиальные* кольца, появления скоплений сердцевинных лучей в паренхиме (мягкая ткань, одна из основных в стеблях растений, листьев и мякоти фруктов). Причиной аномалий считают различия в деятельности камбия по окружности ствола. Ослабление ее активности ведет к отложению в сторону древесины паренхимных (округлых) элементов вместо трахеальных (трубчатых). Скопления первых
*Камбий — образовательная ткань в стеблях и корнях, дающая начало вторичным проводящим тканям и обеспечивающая их рост в толщину (прим. ред.).
придают стволу бугорчатость. При переходе от древовидных к кустовидным и кустарниковым формам декоративность и паренхимизация древесины усиливаются. Потомство расщепляется на узорчатые и безузорчатые особи, как правило, в соотношении 1:1.
Ареал карельской березы, составляющий малую часть области распространения березы повислой, занимает северо-западную часть России, включая Карелию, Ленинградскую, Ярославскую, Владимирскую, Калужскую, Брянскую области, страны Балтии, Скандинавии, Беларусь и Украину. Образцы этой породы встречаются на юге Карпат, редко в Польше и Германии. Северная граница ареала соответствует изотерме 160С. Как показал в классических исследованиях известный биолог, физиолог растений член-корреспондент РАН Юрий Гамалей, это тот температурный рубеж, на котором начинается подавление транспорта сахаров из листьев в ствол. Южную границу распространения объяснить гораздо сложнее. Некоторые исследователи связывают ее с плодородием почв.
Карельская береза произрастает на грунтах разного состава. В нашей республике, Ленинградской области, странах Балтии и Скандинавии ее можно найти на моренных валунных суглинках, супесях с примесью карбонатов, в местах с холмистым рельефом. Продуктивные насаждения встречаются и на свежих суглинках или супесях.
Лесов загадочное дерево не образует, произрастает одиночно или небольшими группами. В пределах ареала особи могут быть удалены друг от друга на десятки и сотни километров. Однако встречаются площади с полнотой до сотни и более растений на гектар. В Карелии редкая порода растет в травяно-злаковых, кислич-никовых, черничниковых и каменистых лесах.
Отыскать ее в природе непросто. Обычно она ниже повислой, крона у нее более редкая, а кора — грубая. Наличие у таких экземпляров текстуры устанавливают косвенно по выпуклостям на стволе. Об узорчатости судят по рельефной, ямчатой поверхности с эллипсовидными углублениями, несколько вытянутыми вдоль ствола после удаления коры. На внутренней стороне последней видны килевидные выступы, соответствующие форме и размерам ямок.
Волокна древесины направлены под разными углами, что придает срезу волнистость, курчавость и оригинальную цветовую гамму. Декоративная часть растения, как правило, расположена в нижнем, прикомле-вом месте. С высотой узорчатость идет на убыль. Вверху ствола и на ветвях преобладают участки ровной поверхности. Однако иногда утолщения обнаруживают и там. В редких случаях отрезок с орнаментальной текстурой может достигать 10 м. Переход от древовидных к кустарниковым формам сопровождается ее изменением от крупно- до мелкоузорчатой.
Карельская береза отличается формовым разнообразием даже в пределах одного ареала. Выделяют высокоствольную, короткоствольную и кустообразную (по форме роста), узорчатую и ребристую (по поверхности ствола). Обнаружены формы, выходящие за рамки традиционной классификации: гигантские кусты, карликовые особи с шарообразными или цилиндрическими «наплывами» на ветвях, лировидные стволы спиральной ребристости, кустики с древесиной в 10—12 лет без признаков «карелистости», а также широкий спектр переходных видов. Естественные микропопуляции обычно представлены деревьями различной конфигурации. Разнообразие форм свидетельствует об исключительной изменчивости,
Формы карельской березы (посадки 1970-х годов).
Карельские березы весной.
пластичности карельской березы, ее приспособленности к разным условиям.
Жизненный цикл кустовидных и короткоствольных особей составляет 40—60 лет. Рисунок появляется к 3—5 годам, активно формируется к генеративному периоду и к 30—35 годам снижает темп. Узорчатость и повышенная плотность древесины определяются скоростью деления клеток камбия, уровнем сахарозы во флоеме (проводящая ткань сосудистых растений, по которой происходит транспорт продуктов фотосинтеза), неспособностью выводить сахара, запасанием метаболитов в образующихся клетках паренхимы.
Адаптационные механизмы поглощения СО2 позволяют карельской березе эффективно использовать солнечную радиацию в условиях конкуренции, стресса, почвенной и атмосферной засухи. В жаркие дни при хорошей оводненности почвы испарение воды на единицу листовой поверхности у восьмилетних деревьев рассматриваемого вида примерно на 80% ниже, чем у березы повислой, что связано с затрудненным движением влаги по стволу с аномальной древесиной. При этом за счет обменных процессов фотосинтез почти такой же. У двухлетних саженцев структурные изменения в стволе еще очень слабые и разница в испарении воды незначительна. В условиях же почвенной засухи, когда нормальные растения экономят воду, у карельской березы из-за нарушений водных регуляций и фотосинтеза испарение идет значительно интенсивнее, чем у «соперницы». В полосе обитания ценного вида, где длительные засухи редки, с учетом возможных ограничений роста риск потери воды оправдан. Неэкономное использо-
вание влаги при продолжительной засухе, сопровождаемой высокой температурой, приводит к гибели поросли. Эти экспериментальные факты в определенной мере объясняют южную границу ареала растения и позволяют увязать частоту его появления в регионах с аридностью (сухостью).
О происхождении карельской березы существуют разные гипотезы. По способности удерживаться в горах, на скалах среди каменных россыпей, скопле-
ний валунов, подзолистых и каменистых почвах ее считают реликтом, сохранившимся на возвышенностях от ледника. Аномалии древесины объясняют индивидуальными особенностями развития и заболеваниями, затрагивающими генотип растения, а также «ненормальным» развитием березы повислой под влиянием бактерий и вирусов. Заместитель директора Института экспериментальной ботаники Национальной академии наук Беларуси Александр Пугачевский
с коллегами «карелистость» рассматривают как результат воздействия заморозков на обычную березу в раннем возрасте. Заведующая лабораторией физиологии и цитологии древесных растений Института леса КарНЦ РАН доктор биологических наук Людмила Новицкая и ее ученики опытным путем показали: формирование структурных аномалий древесины и коры происходит под воздействием повышенных концентраций транспортных сахаров в тканях, расстройства ритмики камбиальной активности.
Увязать аномальную деятельность камбия с составом почв специалисты пытались с помощью выращивания семен березы повислой на субстрате старых карельских берез, воздействуя на сеянцы мутагенными веществами. Отклонения от нормального роста, отмеченные у двухлетних саженцев, и электромагнитное излучение, обнаруженное у трех карельских
Тангенциальные (направленные по касательной) срезы ствола карельской березы: с насыщением узорчатости увеличивается нарастание коры (из коллекции лаборатории физиологии и цитологии древесных растений Института леса КарНЦ РАН).
берез недалеко от города Елгава (Латвия), дали основание латышскому исследователю Вернерсу Бандер-су еще в 1960-е годы говорить о влиянии радиационного фона и электромагнитных полей на ростовые процессы березы повислой.
Привлекательность предложенной ими гипотезы состоит в том, что она увязывает аномалии древесных растений с проявлениями тектоники. К абиотическим (связанным с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.