Когда деревья были большие?

Соавтор работы Валерий Лазаренко, выпускник БГУ имени Петровского, факультет Экономики и Управления, единомышленник гипотез расширения Земли и водородной дегазации. Надеюсь, наше плодотворное сотрудничество приведет к удивительным открытиям и интересным для любознательных читателей статьям.

Постепенное расширение Земли из-за дегазации водорода её гидридного твёрдого ядра приводит к увеличению поверхности планеты и понижению атмосферного давления, с которым напрямую связана высота деревьев. Гигантизм растений в прошлом можно объяснить повышенным содержанием углекислого газа, кислорода и высокой плотностью воздуха. Сохранившиеся реликтовые 4500-летние деревья, могут свидетельствовать об относительно недавних временах, когда атмосферное давление было в несколько раз больше. Кроме того, деревья поднимают и испаряют в атмосферу в десятки раз больше воды, чем нужно для их жизнедеятельности, что не могло возникнуть в результате естественного отбора. Получается, что самим фактом своего существования деревья опровергают теорию эволюции Дарвина?!

Высочайшие деревья планеты

Самым высоким деревом в мире, измеренным в 2022г, является Секвойя Гиперион (Hyperion) — 116,07 метров от поверхности Земли. Второе место заняло дерево высотой 114,58 метров именуемое Гелиос. А третьим стал Икар, он дорос до 113,14 метров [1-2].

https://youtu.be/77RF__6GbpA?si=cazppoiC07HDVQab

Дерево	Парк	Диаметр (м)	Высота (м)
Hyperion	Redwood National Park	4.84	116.07
Helios	Redwood National Park	4.96	114.58
Icarus	Redwood National Park	3.78	113.14
Stratosphere Giant	Humboldt Redwoods State Park	5.18	113.05
National Geographic	Redwood National Park	4.39	112.71
Orion	Redwood National Park	4.33	112.63
Federation Giant	Humboldt Redwoods State Park	4.54	112.62
Paradox	Humboldt Redwoods State Park	3.90	112.51
Mendocino	Montgomery Woods State Reserve	4.19	112.32
Millennium	Humboldt Redwoods State Park	2.71	111.92
Apex	Humboldt Redwoods State Park	3.38	111.83
Pipe Dream	Humboldt Redwoods State Park	4.27	111.71
Harry Cole	Redwood National Park	4.94	111.65
Rockefeller	Humboldt Redwoods State Park	4.84	111.59
Minaret	Humboldt Redwoods State Park	3.66	111.56
Alice Rhodes	Humboldt Redwoods State Park	3.35	111.53
Mother & Daughter	Humboldt Redwoods State Park	3.60	111.50
Lone Fern	Humboldt Redwoods State Park	2.56	111.47
Teepee Bell	Montgomery Woods State Reserve	4.08	111.34
Paul Zinke	Humboldt Redwoods State Park	2.90	111.31
Aether’s Arrow	Humboldt Redwoods State Park	3.38	111.16
Paul Zahl	Redwood National Park	3.78	111.16
Daedalus	Redwood National Park	4.26	110.77
Rocket Top	Humboldt Redwoods State Park	3.29	110.77
Pinnacle	Humboldt Redwoods State Park	3.05	110.71
Harriett Weaver	Humboldt Redwoods State Park	4.11	110.68
Pyramid Giant	Humboldt Redwoods State Park	5.03	110.68
Valentine	Humboldt Redwoods State Park	3.47	110.65
Libby (A.K.A. Tall)	Redwood National Park	2.90	110.62
Tranquility	Humboldt Redwoods State Park	4.14	110.55
Crown Jewel	Redwood National Park	3.54	110.40
South Fork	Humboldt Redwoods State Park	4.02	110.40
Springing Buck	Humboldt Redwoods State Park	4.79	110.20
Swamp	Montgomery Woods State Reserve	3.41	110.09
John Muir	Humboldt Redwoods State Park	4.27	110.06
T4	Redwood National Park	3.99	110.06
Rockview	Humboldt Redwoods State Park	3.84	110.03

Гигантские эвкалипты

Другим семейством высочайших деревьев планеты являются эвкалипты. В отчете 1872 года австралийского инспектора государственных лесов Уильяма Фергюсона упоминается упавшее и обгоревшее дерево вида Eucalyptus regnans (эвкалипт царственный), которое при жизни имело высоту около 150 метров. К сожалению, в наше время эвкалипты не вырастают выше 101 метра. Одним из уникальнейших видов, отличающихся не только своей высотой, но и красотой является Радужный эвкалипт. Создается впечатление, что его ствол покрыт разноцветными красками, при этом оттенки меняются со временем. Такой эффект достигается за счет постепенного отслоения старой коры в виде узких полосок. Молодая кора ярко-зелёная, потом тёмно-зелёная, в дальнейшем она приобретает оттенки от голубоватого до пурпурного, затем кора становится розово-оранжевой и, наконец, коричнево-малиновой.

Мега баобаб

Не стоит оставлять без внимания еще одного великана – рекордсмена, но уже по толщине ствола. Это баобаб, или адансония пальчатая. В высоту он вырастает только на 30 м, однако его диаметр может достигать 9 м. Это растение не имеет годичных колец, что затруднят определение его возраста. Однако благодаря специальным анализам доказано, что дереву с диаметром ствола 4,5 метра примерно 5000 лет.

Несмотря на то, что Африка превалирует по числу этих деревьев, самый большой в диаметре их представитель вырос в Австралии. Его обхват в 19 веке составлял 54,5 метра (на фото пример баобаба с меньшим охватом). Все внутреннее содержимое ствола было уничтожено в процессе постепенного старения великана, так что он стал напоминать пустое помещение. В прошлом люди не преминули этим воспользоваться, организовав внутри баобаба временную тюремную камеру.

С баобабом может соперничать только европейский каштан. Еще с 1845 года известно дерево с диаметром ствола 20 м.

Сицилийский каштан

Настоящий рекордсмен по толщине — каштан сотни лошадей, достигающий 18,46 м в диаметре. Примерный возраст дерева составляет 4 тысячелетия. В настоящее время ствол раскололся на три части, объединенные единой корневой системой. Диаметр кроны могучего красавца достигает 64 метров.

Самое высокое дерево в России

В нашей стране также есть свои великаны. Это сибирские пихты. Они вырастают до 60-100 метров. Прямой ствол дерева плотно покрыт сучьями, отчего кажется, что крона начинается от самой земли. В Краснодарском крае известна пихта Нордмана, которая при благоприятных условиях достигает 80 м в высоту. Даже ель обыкновенная, которая растет на всей территории России, может вытянуться до 60 метров. Есть еще одно высокое дерево – это 18-метровый сибирский кедр, обхват его ствола 3 м, возраст 250 лет. Это вечнозеленое хвойное дерево принято считать одним из самых красивых в этом регионе. Максимально сибирский кедр может достичь в высоту 40 метров, поскольку растет он до 500 лет.

Пионерами акклиматизации деревьев-гигантов в нашей стране явились ученые-ботаники из Никитского ботанического сада. Именно в Никитском саду выращивается с 1850 года самый старый в Европе экземпляр секвойи гигантской. Высота отдельных экземпляров (в парке Айвазовского в Крыму, в Батумском ботаническом саду на Зеленом Мысе) превышает 50 метров.

Общие законы роста деревьев

Древесина состоит из комплекса органических веществ, в состав которых входит углерод (49,5%), кислород (44,1%), водород (6,3%) и азот (0,1%), которые образуют сложные органические вещества.

Рост дерева происходит за счёт разложения углекислого газа в процессе фотосинтеза.
СО₂ → С + О₂ (1)

В соответствии с формулой (1), для образования 1кг древесины, дерево должно переработать массу углекислого газа из атмосферы равную:

m_CO2 = M_CO2/M_O2 ^.%СO₂ = 44,01/12,011 ^. 0,495 = 1,814 [кг] (2)

Поскольку содержание углекислого газа в атмосфере Земли по данным NOAA 0,04147%,

Объём воздуха, необходимый для образования 1кг древесины:

Vвоз = m_CO2^.V_m/(f_CO2^.M_CO2) = 1814^.22,4/(0,0004147^.44,01) = 2,226 [млн.л] = 2226 [м³].

Учитывая, что древесина на 49,5% состоит из углерода, для увеличения массы дерева на 1 кг ему необходимо переработать 2226 [м³] воздуха.

за какое время дерево увеличивает массу на 1 кг?

Способы подъёма воды к кроне дерева

Вода в дереве переносится двумя видами трубчатой ткани: ксилемой — структурой состоящей из жесткостенных омертвевших полых клеток, что устраняет препятствия со стороны клеточных мембран, и флоэмой — состоящей из мягкостенных живых тканей. Водород в флоэме перемещается с помощью объемного потока, а не диффузии клеток как в сосудах ксилемы. Транспортировка веществ во флоэме двунаправленная, а в ксилеме однонаправленная.

Для подъёма сока на высоту более 100 метров, какая характерна для высочайших деревьев, необходим перепад давлений между корнями и кроной порядка 35 атмосфер, из которых ~10 атмосфер приходится на преодоление силы тяжести, и до 25 атмосфер придётся на сопро­тивления фильтрации через поперечные стенки сосу­дов. За счёт чего он возникает?

В первую очередь соки растений поднимаются вверх благодаря атмосферному давлению. Давление столба жидкости определяется только его высотой, независимо от формы сосуда и его размеров по формуле:

Р  =  ρgh  (3)

где  ρ - плотность жидкости  [кг/м3]; 
        g - ускорение свободного падения, 9,8 [м/с2];
        h - высота столба жидкости, на которой измеряется давление [м];
        P - давление жидкости плотностью ρ на высоте h [Па].

Земное атмосферное давление при нормальных условиях составляет 760 мм ртутного столба, что соответствует 10,33 метрам воды. Это означает, что исходя из формулы (3), невозможно поднять воду выше этого уровня с помощью всасывающего насоса.

Второй движущей силой является капиллярный эффект. Подъ­ём жид­ко­сти по ка­пил­ля­ру оста­но­вит­ся тогда, когда сила по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния урав­но­ве­сит­ся силой тяже­сти, дей­ству­ю­щей на столб под­ня­той жид­ко­сти.

В упрощенном виде формула Жюрена:

h = 2s/rρg (4)

где ­­­­­­s – ко­эф­фи­ци­ент по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния [Н/м];
       ρ – плот­ность жид­ко­сти, [кг/м3];  
       g – уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, 9,8 [м/с2]; 
       h – высота столба поднятой жидкости, [м];
       r – радиус капилляра, [м].

Измеренные по снимкам электронной и оптической микроскопии диаметры водопроводящих капилляров ксилемы лиственных деревьев в среднем близки 14,5±0,24 мкм, а хвойных 11,1±0,01 мкм [9] (по другим данным [8,11] 5 –7 мкм). Соответственно обусловленная смачиванием высота равновесного столба воды в них по формуле Жюрена составляет приблизительно 2 – 3 м. Следовательно, смачивание стенок капилляров водой не решает проблему доставки воды к кроне дерева, какой бы конфигурации они ни были.

Третьей силой, снабжающей кроны деревьев водой, является осмотическое давление, возникающее, когда проницаемая мембрана разделяет среды с растворами разных концентраций. Растворённое вещество проникает туда, где меньше его парциальное давление. Не прошедшие через мембрану молекулы создают со своей стороны повышенное давление.

В корнях растений вода пассивно диффундирует в сосуды благодаря осмотическому механизму, где по мере объединения сосудов, развивается значительное гидростатическое корневое давление. Следует заметить, что жидкость поступает в корень только тогда, когда водный потенциал его меньше аналогичного потенциала почвы. Если почвенный раствор имеет более отрицательный потенциал, вода будет не поступать в корень, а выходить из него.

Поступление воды через корневую систему сокращается с понижением температуры. Это происходит по следующим причинам:

1. повышается вязкость воды, и поэтому снижается ее подвижность;
2. уменьшается проницаемость протоплазмы для воды;
3. тормозится рост корней;
4. уменьшается скорость метаболических процессов.
5. Поступление воды снижается при ухудшении аэрации почвы. Это можно наблюдать, когда после сильного дождя почва залита водой, но при ярком солнце из-за сильного испарения растения завядают.

Теоретически корневое осмотическое давление должно приводить к выделению воды из пня свежеспиленного дерева со средней скоростью 2мм/сек., но этого не наблюдается.

Четвёртой силой поглощения и переноса воды в растениях является испарение воды из листьев через специальные отверстия (устьица), получивший название транспирация.

Молекулы воды, испаряясь из листьев, уступают место другим молекулам, которые поставляются в крону дерева через мельчайшие сосуды силой осмотического давления и капиллярного эффекта. Поскольку молекула воды имеет биполярную структуру, благодаря сильным связующим электромагнитным силам, они выстраиваются в тонких сосудах листьев в цепочки. Таким образом, испаряясь через устьица, отдельные молекулы H₂O создают отрицательное давление в тонких сосудах листьев, что суммарно приводит к эффекту насоса, и позволяет жидкости в кронах деревьев подниматься на значительную высоту.

Но опять возникает парадокс: все мы пили березовый сок и знаем, что наибольшее количество жидкости дерево переносит ранней весной, когда площадь поверхности листьев ещё совсем не велика, и о значительной транспирации, благодаря разнице давлений в кроне и корнях говорить не приходится.

В организме людей внутриклеточное осмотическое давление достигает 7,8 атм, у млекопитающихся — 7-9 атм., у костистых рыб — 15 атм. Высокое осмотическое давление у луговых растений — 5-10 атм, но рекордсмены внутриклеточного давления — солончаковые растения с показателями 60-80 атм., и рекордными 400 атм. (Подробно механизм изменения внутриклеточного давления в зависимости от давления атмосферы описан в статье «Соль Земли»).

Общеизвестно, что растения извлекают из окружающей среды воду, но для многих станет откровением какой объём воды прокачивают через себя отдельные виды деревьев.

№	Виды	2002 г.		2003 г.		2004 г.
		Мин.	Мак.	Мин.	Мак.	Мин.	Мак.
1	Тополь пирамидальный	660,0	2007,5	1045,0	2832,5	1047,6	1935,0
2	Боярышник алтайский	83,20	165,3	121,5	148,5	124,2	172,8
3	Грецкий орех	192,0	244,4	190,0	342,0	215,2	294,0
4	Дуб черешчатый	223,2	572,0	211,2	379,5	291,0	390,0
5	Дуб лавровый	326,8	602,0	303,4	389,5	369,6	466,4
6	Клен белый	336,0	513,5	179,4	350,0	204,0	402,0
7	Клен остролистый	323,2	646,4	240,0	299,0	414,4	518,0
8	Клен серебристый	682,5	1155,0	462,0	693,0	616,0	834,9
9	Граб обыкновенный	142,0	255,3	152,0	168,0	111,6	219,8
10	Вяз перисто-ветвистый	176,0	448,0	195,0	240,0	210,0	252,0
11	Рябина шведская	186,0	240,0	168,0	248,5	254,4	282,4
12	Конский каштан	297,0	442,2	126,0	297,0	251,6	370,0
13	Багрянник канадский	150,0	276,0	150,0	300,0	130,0	286,0
14	Черемуха обыкновенная	168,0	240,8	108,0	148,0	112,3	191,8
15	Береза	275,0	391,6	265,0	400,0	224,0	302,4

В солнечный день целое дерево испаряет в атмосферу от 150 до 2800 кг воды [12]. В среднем 500 кг/сут.

Например, тополь пирамидальный высотой 40м за сутки в среднем прокачивает больше тонны воды, выполняя работу A = mgh ~ 400 кДж (плотность живого тополя 700 кг/м²). Поскольку солнечное излучение является единственным поставщиком энергии для всего процесса жизнедеятельности деревьев и для движения в них воды, и его поток на широте Москвы составляет 42.1 МДж/м², такой расход энергии не является парадоксальным.

У всех деревьев суммарная площадь поперечного сечения живых клеток ствола (в пересчете на 1 мм длины окружности камбия) достигает максимума в середине третьей декады июня и составляет 0,86; 0,89 и 1,09 мм² у деревьев с малым, средним и высоким темпами роста ствола по диаметру, соответственно. К этому времени образуется большая часть клеток ксилемы и флоэмы текущего года [15].

Согласно экспериментам обычное дерево, например, клен (высота ≈ 20м) поглощает ≈ 2 тонны воды в сутки. Если принять, что в летних сутках 15 световых часов 5.4·10⁴с, объемная скорость движения воды 3.7·10^-5 м³/с.  Средняя величина диаметра капилляров лиственных деревьев: 14.5·10^-6 м. Площадь сечения капилляра 1.65·10^-10 м². Площадь сечения ксилемы дерева принята равной 0.1 м², объем ксилемы дерева 0.1·20 ≈ 2 м³. Площадь поперечного сечения стенок капилляров принята равной площади сечения капилляров. Суммарная площадь поперечного сечения капилляров 0.1/2 = 0.05 м². Число капилляров на площади сечения дерева: 0.1/2 1.65·10^-10 = 3·10⁸. Объем капилляра: 1.65·10^-10 м² ·20м = 3.3·10^-9 м³. Объем воды во всех капиллярах дерева 1 м³. Линейная скорость движения воды 3.7·10^-5 м³/с /0.05м² = 7.4·10^-4 м/с = 0,74 мм/с. Попутно отметим, что высокая линейная скорость движения воды свойственна не только клену. Измерены линейные скорости движения воды  в осине и березе 0,28– 0,4 мм/с, в яблоне 0,3 мм/с, в кукурузе – 0,1 мм/с.

Потерю воды растениями на транспирацию можно рассматривать как обмен её на углерод, и в этом смысле транспирация необходима для роста растений. Следовательно, быстрорастущим растениям требуется много воды, значительно больше, чем содержится в самих растениях. Скорость потери воды зависит главным образом от температуры, относительной влажности и движения воздуха [11].

Кубометр воздуха в теплице, при температуре 20°С содержит максимум 17 г влаги. Активно рас­тущее растение может испарять в солнечный день с суммой прихода солнечной радиации 2000 Дж/см² около 4,5 л воды на 1 м² поверхно­сти теплицы. Вода, испаряемая растением через листовую поверх­ность, охлаждает воздух в теплице примерно так же, как туманообразующая установка высокого давле­ния.

Парадоксы жизнедеятельности деревьев

Механизм доставки почвенной воды от корней к листве растений занимает внимание ботаников и биологов на протяжении всей истории Человечества. Экспериментально измерены скорости движения воды по капиллярам деревьев разных пород. Изучено строение стенок водопроводящих капилляров и приведены данные об их диаметре и объеме в древесине. Практически во всех публикациях отмечены необычайно высокая скорость течения воды по капиллярам и большая высота ее подъема [4 — 11]. То и другое описывается как парадоксы с позиции современных представлений о физикохимии этих процессов:

1. Высочайшие деревья планеты достигают высоты 100 – 120 м, тогда как обычные деревья средней полосы высотой 20 – 60 м. и поднимают на такую высоту в среднем в сутки около тонны почвенной воды, преодолевая не только силу тяжести, но и гидравлическое сопротивление капилляров дерева. В публикациях по данной тематике возможность транспортирования почвенной воды со значительной скоростью по капиллярам столь малого, как в сосудах дерева, сечения не имеет физического обоснования.

2. Деревья и другие растения умеренного климата поглощают очень большое количество почвенной воды. При этом только 2%-3% влаги, перекачиваемой на высоту в десятки метров, используются для синтеза органических соединений и питательных растворов. Остальная вода испаряется, целевое её назначение в жизнедеятельности растений остается непонятным. Но она создаёт вокруг дерева и в лесах микроклимат комфортный для развития другой флоры и фауны.

3. Для производства органических веществ в процессе фотосинтеза растения поглощают из воздуха углекислый газ. Его содержание в воздухе составляет примерно 0.04% объемных процента. Из каждого кубометра воздуха в листьях может остаться только 0.4г углекислого газа. Для обеспечения синтеза ежесуточной порции органического вещества (продуктивность растения) необходимы сотни грамм углерода. Чтобы его извлечь из содержащегося в воздухе СО₂ необходимо профильтровать через листья тысячи кубометров воздуха ежесуточно. Как растения с этим справляются? Механизм этого процесса также вызывает вопросы.

4. Доказано изотопным анализом: растения используют в процессах фотосинтеза водород и выделяют в атмосферу кислород, получаемые при диссоциации только молекул воды, а не из углекислого газа. Между тем, в спектре поглощаемой растениями световой энергии нет квантов, энергии которых было бы достаточно для диссоциации молекул воды. Каталитические (ферментативные) процессы, в принципе, не могут понизить энергию разрыва межатомной связи в её молекуле. Можно только уменьшить энергию активации (принцип катализа). Известна гипотеза о диссоциации воды в «фото системе два». Согласно этой гипотезе два кванта, запасенные в молекуле фермента, действуют на молекулу воды синхронно. Эта гипотеза не подтверждена экспериментальными исследованиями. Имеются лишь косвенные данные для построения схемы такого процесса. В противовес этому: водоросли и произрастающие в тени растения лишены высокоэнергичной световой энергии. Тем не менее, в них происходят процессы синтеза органических соединений, сопровождаемые выделением кислорода воды [10].

Возможно, эта проблема решается, если предположить, что, хотя бы частично, водород поступает в растения из внешней среды. То есть, деревья впитывают корневой системой поступающий из недр Земли водород! И без помощи грибницы, образующей симбиоз с корнями деревьев здесь явно не обойтись. Ярким примером таких процессов служат циркументы (круги яркой травы на полях — места водородной дегазации).

Получается, что перечисленные способы подъёма воды от корней до кроны дерева на высоту до 120м не дают полного физического объяснения процесса, даже предположив, что вода в капиллярах находится в сверхтекучем состоянии.

Газолифтинг — основная сила подъёма воды в деревьях

Профессор Генрих Ходаков выдвинул гипотезу, что таким единственно возможным в природных условиях механизмом подъёма воды в деревьях является процесс газлифтинга, газ для которого легче воздуха, и вырабатывается в капиллярах дерева. Согласно методике этого процесса чтобы поднимать воду в капиллярах ксилемы с необходимой скоростью, объём образуемого в них газа при атмосферном давлении должен быть не менее объема транспортируемой воды.

Электрические явления неразрывно связаны с жизнедеятельностью всех биологических объектов. Заряженные слои образуются на границе фаз в клеточных мембранах и биологических капиллярных системах. Факт отрицательного заряда на внутренних стенках флоэмы установлен прямыми измерениями и составляет примерно 1 – 1,5 Вольт [12].

В процессе взаимодействия водного раствора с заряженными поверхностями стенок сосудов дерева вырабатывается гремучий газ — водород и кислород. Таким образом, растения решают одновременно и, с наименьшими затратами, две задачи — подъем воды и снабжение фторопластов водородом, используемым для синтеза органических материалов. При этом не утилизируемый растениями кислород выделяется в атмосферу.

Экспериментально, в специально созданной установке, показано выделение водорода и кислорода из воды при обычных значениях её рН. Разность потенциалов и межэлектродное расстояние были настолько малы, что диссоциация молекул воды электрическим полем была исключена. Такое слабое электрическое поле только разделяет ионы, образуемые в актах диссоциации молекул воды за счет энергии теплового поля окружающей среды.

Вблизи отрицательно заряженной поверхности капилляров ионы водорода образуют молекулы Н₂, а в осевой области капилляров гидроксилы образуют сначала пероксид водорода Н₂О₂, который распадается на воду и кислород с образованием молекул кислорода О₂ [16,17]. Возможны и другие варианты доставки кислорода к листьям, а затем – в атмосферу.

Из равенства объемов поглощенного углекислого газа и выделяемого кислорода следует, что на одну молекулу поглощенного углекислого газа приходится две молекулы водорода. Это соотношение зафиксировано в основном уравнении фотосинтеза: 6СО₂ +12Н₂О + hν → C₆ Н₁₂О₆ + 6Н₂О + 6О₂. Получается, что кислород не используется в процессе синтеза и выделяется в воздух, что подтверждается экспериментально. Но если предположить, что продукты распада воды выделяются в процессе капиллярного электролиза, участие кислорода в реакции фотосинтеза получается излишним. В этом варианте согласно принципу наименьшего действия, основную реакцию фотосинтеза можно записать в виде: 6СО₂ + 12Н₂ + hν → C₆ Н₁₂О₆ + 6Н₂О.

В этом случае образуемого водорода достаточно для реакций фотосинтеза и иной источник его поступления из Земли через корни может и не потребоваться. По крайней мере, отпадает гипотеза о электролиза воды в растениях по двух квантовой (физически неосуществимой) схеме.

Деревья шахтеры

Избыточная мощность корневого всасывания иногда приводит к появлению в нижней части ствола дерева минеральных включений: серы, кремниевого песка и даже металлов! Впервые такая особенность выявилась в 1948 у итальянского растения рода Alyssumbertolonii. С тех пор, такое свойство нашли у сотен других видов и такие деревья, в которых концентрация металлов достигает 1000 мг на килограмм древесины, стали назвать «гипераккумуляторы».

Существует более 700 видов деревьев способных поднимать и концентрировать различные металлы, причем уже  в очищенном виде – никель, медь, кобаль, хром, марганец, цинк, селен, таллий, мышьяк и свинец. Встречаются они  во многих регионах — например, на Кубе, Турции, Бразилии, Индoнезии и Филиппинах. Некоторые представители флоры хорошо владеют этим удивительным навыком благодаря лигандам – молекулам, которые связываются с атомами никеля и не дают им химически взаимодействовать с другими веществами. Вследствие этого клетки растения не повреждаются, а если учесть, что Pycnandra acuminata складирует захваченный никель в особые изолированные «контейнеры», то объяснить выживаемость дерева еще проще. Такая сложная стратегия позволила ему не погибнуть там, где не выживают другие растения:
в немногих уцелевших уголках дождевого леса Новой Каледонии (Заморская территория Франции). Млечный сок у «древесного шахтера» необычного сине-зеленого цвета и на 25% состоит из никеля. Такое дерево, растущее на богатых никелем почве, может содержать до 5 кг этого элемента, а в год гектар деревьев может извлечь из почвы до 200 кг металла!  

Доктор Энтони ван дер Энт (исследователь Квинслендского Университета) и его коллеги считают, что у этих растений — большое будущее: гипераккумуляторы могут очищать почвы от ядовитых примесей (это называется фиторемедиацией) — и даже добывать полезные ископаемые из рудных отвалов или грунтов, где концентрация металлов слишком мала для строительства шахт. Жаль, что французское правительство не намерено прекращать здесь вырубку лесов, и Pycnandra acuminata могут быть полностью уничтожены дровосеками уже в ближайшие годы…

В наших краях и в странах с умеренным климатом, хвойные деревья могут добывать кремниевый песок. До 0,5% древесины в стволе Ели бывает замещено минеральной составляющей, в виде дисперсий заполняющих каналы обеспечивающие дерево водой.

Характерной особенностью древесины Мербау являются желтые прожилки серы, поэтому дереву не требует никакой защиты от грибков и насекомых.

Почему деревья были большими?

Площадь поверхности планеты растёт по мере дегазации водорода из внутреннего ядра, и атмосферное давление постепенно падает. Подробно об этом можно прочитать в статье «Земля под нами расширяется».

Резонно предположить, что гигантские деревья, выросли более 100 м в высоту во времена, когда атмосферное давление на Земле было значительно больше, а в дальнейшем процессы транспирации не дали единичным экземплярам погибнуть и сохранились до наших дней. Современное давление воздуха в одну атмосферу уже не позволяет современным деревьям вырастать до гигантских размеров.

Сохранились свидельства, что ещё в ХIX веке были срублены деревья больше существующих сегодня. Так на одной из выставок в Европе были экспонированы два здоровенных поперечных среза пней старых секвой. На одном из них свободно разместили рояль с оркестром музыкантов и ансамбль танцоров в 35 человек. На другом был сооружен дом-типография, где издавалась газета «Вестник дерева-гиганта».Самый большой в мире Платан Пень. А гигант платан дерево когда-то стоял в нескольких милях к западу от Кокомо. Ему было много веков, когда он был снесен штормом, оставив пень более 17,37м в окружности, 5,49м в ширину и 3,6 м в высоту.

Получается, что деревья постепенно уменьшаются в размерах по мере падения всеземного атмосферного давления и они не могли развить способности по перекачиванию излишков воды в 30 раз превышающие потребности собственного организма, в результате естественного отбора. Налицо генно-инженерный Замысел Создателя биосферы планетарного масштаба.

Источники

1. Earle, CJ Sequoia sempervirens. The Gymnosperm Database (2011).
2. Гхоз, Тиа / «Какое самое высокое дерево в мире?» /  Наука о жизни / 23 мая 2022 года
3. Эржапова Р.С., Эржапова Р.С. / Физиология растений. Водный режим растений / Биофак ЧГУ / Грозный 2015
4. Чубинский А.Н., Тамби А.А., Чубинский М.А., Чаузов К.В. / Физика древесины / С-ПГЛУ / 2015
5. Вернигоров Ю.М., Кипнис И.А. / Капилярная модель древесных стволов / вестник ДГТУ / 06.09.2011
6. Lê Nguyên Hoang / Удивительная физика воды в деревьях / science4all / 2016-02
7. Дорошков А., Черная Ю. / Как деревья «обманывают» законы физики / «Троицкий вариант — Наука» №22 / 02.11.21
8. Дробин И. / Как нам вернуть Рай. Влияние атмосферного давления на растения! /
9.  Gorsuch D.M., Oberbauer S. F., Fisher J. B. American J. of Botany. 2001, № 88, р.1643.
10. Гэлстон А. / Подъём воды в стволах высоких растений / Москва, изд. Мир / 1983
11. Ходаков Г. / Физикохимическая механика потоков жизнеобеспечения в растениях и животных / ЭНС / 11.06.2017
12. Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г. / Электричество в живых организмах / М,: Наука  2009.
13. Ахматов М.К. / Дневной расход воды на транспирацию целым древесным растением / Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. / 2016. № 8 (26).
14. Захаров И. / Самые старые деревья на планете
15. Редькина Н.И., Ходаков Г.С. / Теор. основы хим. технол.(ТОХТ) / 2001,т.35, №4, с.360.
16. Комиссаров Г.Г. / Фотосинтез: физико-химический подход / М. 2003.
17. Антонов В.Ф. / Биофизика. Учебник для вузов под редакцией / М. «Владос». 2003. 288с.
18. Самый большой пень на земле