Хотя люди редко обращают внимание на упавшие деревья в лесу, они очень важны для животных: от микроскопических бактерий и грибков до насекомых, птиц и млекопитающих. Журнал Smithsonian рассказал, что происходит с мертвыми деревьями в лесу и как природа разлагает собственный биоматериал.
Древесина — один из самых прочных органических материалов, и разложить его на словах проще, чем на деле. Ученые по-прежнему многого не знают об этом важном экологическом процессе. Одни специалисты изучают, какие трюки используют грибы и микробы для переваривания древесины, и как их перенимают животные. Другие рассматривают роль мертвых деревьев в переработке органической материи и стабилизации климата. Тот факт, что дерево умерло, не означает, что оно не выполняет никакой задачи в экосистеме.
Деревья используют часть впитываемого углекислого газа для создания комплексных молекул, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Прочные, плотно размещенные волокна простой сахарной глюкозы формируют структуру дерева. Гемицеллюлоза окружает волокна целлюлозы, а лигнин, самый прочный из трех, склеивает их воедино.
Лишь определенные группы микробов, такие как грибки из семейства базидиальных, способны разлагать эти прочные молекулы. Некоторые из них прибывают на мертвую древесину благодаря порывам ветра или переносу спор насекомыми, тогда как другие тянутся к ней ветвями-гифами. А третьи вообще ждут своего часа в живых деревьях, выжидая момент, когда растение умрет или подвергнется стрессу.
Подобные грибки протягивают свои длинные гифы через отверстия в древесине, будь то туннели насекомых или каналы для транспортировки воды. Иногда они пробивают и собственные пути. Так, грибы белой гнили источают агрессивные энзимы, которые разлагают лигнин, оставляя после себя след из белой целлюлозы. А грибы коричневой гнили не трогают лигнин, но используют особые молекулы, разлагающие целлюлозу.
Грибы, разрушающие древесину, могут быть неожиданно территориальными. Если распилить гнилое бревно пополам, то внутри часто можно увидеть черные жилки меланина — того же пигмента, что отвечает за темный цвет кожи у людей. Грибки используют его для защиты от потенциальных конкурентов: даже такие организмы нередко соперничают за территорию.
Исследователи долгое время предполагали, что насекомые играли сравнительно маленькую роль в разложении древесины, но в реальности они крайне важны. Особенно если говорить о тропиках и субтропиках, где насекомые ответственны примерно за треть разложения мертвых бревен. Из числа подобных видов ученые отмечают рогохвостов и различных мух, долгоносиков и прочих жуков, а также термитов — единственных и неповторимых.
Дело в том, что насекомые ускоряют микробное разложение, перемалывая древесину в маленькие фрагменты, параллельно переваривая часть из них. Мало кто способен на это без специальных микробов в кишечнике, но никто не сравнится с эффективностью термитов. Их огромные колонии яростно защищают свои обжитые бревна от других насекомых. Некоторые термиты могут даже «съесть» мертвое дерево целиком за 10 лет.
В определенных экосистемах, таких как засушливые саванны Австралии, термиты могут вторгаться даже в живые деревья — необычный ход, т.к. обычно насекомых отпугивают специальные защитные химикаты. Свыше 30% биомассы в этих саваннах поглощаются термитами, которые опустошают стволы деревьев изнутри. А другие виды термитов, обитающие в Африке и Азии, научились эксплуатировать грибки себе на пользу и разводят их, как фермеры — зерновые культуры.
