Ученые, проводившие эволюционное исследование микроскопической структуры древесины некоторых из самых известных в мире деревьев и кустарников, обнаружили совершенно новый тип древесины. Это открытие может дать новые возможности для улучшения связывания углерода в плантационных лесах за счет посадки быстрорастущего дерева, которое чаще всего встречается в декоративных садах.
Исследование показало, что тюльпановые деревья, которые являются родственниками магнолий и могут вырастать более 30м в высоту, имеют уникальный тип древесины, который не подходит ни под одну из категорий твердых или мягких пород.
Ученые Кембриджского университета использовали низкотемпературный сканирующий электронный микроскоп для получения изображений наноразмерной архитектуры вторичных клеточных стенок древесины в их естественном гидратированном состоянии.
Исследователи обнаружили, что два сохранившихся вида древнего рода Liriodendron, широко известные как Тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera) и Китайское тюльпанное дерево (Liriodendron chinense), имеют гораздо более крупные макрофибриллы, чем их родственники из лиственных пород (макрофибриллы – это длинные волокна, выстроенные в слои во вторичной клеточной стенке).
Ведущий автор исследования, опубликованного в журнале New Phytologist, доктор Ян Лычаковски из Ягеллонского университета, сказал: «Мы показали, что лириодендроны имеют промежуточную структуру макрофибрилл, которая значительно отличается от структуры хвойных и лиственных пород. Лириодендроны произошли от магнолиевых деревьев примерно 30-50 миллионов лет назад, что совпало с быстрым снижением уровня CO2 в атмосфере. Это может помочь объяснить, почему тюльпановые деревья очень эффективно накапливают углерод».
Команда подозревает, что именно более крупные макрофибриллы в этой древесине являются причиной быстрого роста тюльпановых деревьев. «Оба вида тюльпановых деревьев известны своей исключительной эффективностью в связывании углерода, и их увеличенная структура макрофибрилл может быть адаптацией, помогающей легче захватывать и хранить большие объемы углерода, когда доступность атмосферного углерода снижается. Тюльпановые деревья могут оказаться полезными для плантаций», – пояснили ученые.
Liriodendron tulipifera произрастает в Северной Америке, а Liriodendron chinense – в центральном и южном Китае и Вьетнаме. «Мы мало знаем о том, как структура древесины эволюционирует и адаптируется к внешней среде. В этом исследовании мы сделали несколько новых ключевых открытий: совершенно новая форма ультраструктуры древесины, никогда ранее не наблюдавшаяся, и семейство гимноспермов с ангиоспермоподобной твердой древесиной вместо типичной для гимноспермов мягкой», – сказал Ян Лычаковски.
Основными строительными блоками древесины являются вторичные клеточные стенки, и именно их архитектура придает древесине прочность, на которую мы полагаемся при строительстве. Вторичные клеточные стенки также являются крупнейшим хранилищем углерода в биосфере, что делает понимание их разнообразия еще более важным для реализации программ по улавливанию углерода, направленных на смягчение последствий изменения климата.
[Фото: Jan J Lyczakowski and Raymond Wightman / University of Cambridge]
