Как образуются годичные кольца дерева


Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Ученик начальной школы знает, что определить возраст древесных растений можно по их срезу, определив количество годичных колец. Впервые этот способ предложил Леонардо да Винчи. Он же предположил причину, от которой зависит ширина колец, указывая на метеорологические условия. Русские ученые А. Н. Бекетов и Ф. Н. Шведов подтвердили его предположения своими научными исследованиями. Но случилось это уже в 19 веке. А американские исследователи связали особенности рисунка на срезе и аномальные природные явления, сопоставив возраст растений и метеорологическую хронику на западе Северной Америки. Выяснилось, что деревца, начинающие свою жизнь в весенний период имеют узор из годичных колец, заметно отличающийся от тех, что зарождались осенью. Принято считать, что каждому кольцу соответствует один год жизни. Но в процессе исследований ученые выяснили, что некоторые деревья имеют ложные годичные кольца, а у иных их нет вообще.

Память у дерева

Многие деревья живут гораздо дольше, чем люди, сохраняя в себе тайны пережитого целых поколений. Но самое главное, что они хранят в себе «карту памяти» природы, которую можно увидеть, сделав разрез ствола дерева. Ведь проще всего узнать о возрасте – это подсчитать годичные кольца деревьев.
На сегодняшний день стараниями и трудами ученых самым популярным методом исследования возраста и условий роста является взятие у ствола дерева небольшого образца, называемого керном. Древесное растение при этом не страдает, а продолжает развиваться.
Между древесиной и корой содержится клеточная ткань, называемая камбием. Годичные кольца и состоят из клеток камбия. Они неравномерно делятся, в зависимости от климата и погодных условий, обволакивая древесину в очень тонкое кольцо, размером не менее одного миллиметра. При делении эти клетки образуют проводящую ткань. По ней движутся соки и питательные вещества. Это происходит весной, когда отступают морозы, почва оттаивает и растение нуждается в питании для дальнейшего роста и развития. Ближе к холодам, когда процесс роста замедляется, стенки проводящих сосудов утолщаются и начинают образовывать более плотные и крепкие годичные кольца деревьев, представляющие собой впоследствии кору дерева. Кора служит механической защитой и придает крепость стволу.

Что определяют по годичным кольцам

По годичным кольцам деревьев определяют возраст дерева. Они находятся в древесине. Самое старшее кольцо расположено в середине среза, потому что каждое новое нарастает на предыдущем.
Кроме этого, по разрезу ствола дерева можно вычислить погодные катаклизмы прошлого и делать прогнозы. Ученые всегда задавались вопросом, почему годичные кольца имеют разную ширину. Наука дендроклиматология объясняет это взаимосвязью между переменой сезонной погоды и ежегодным приростом древесины. Если условия климата были плохими, то и годичные кольца деревьев будут узкими. Широкие кольца появляются, когда природные условия наиболее подходят для роста и развития.


Определение возраста дерева по годичным кольцам, изучение закономерности их роста позволило ученым сделать еще несколько открытий в этой области. Например, выяснилось, что после отмирания листвы, почек или цветов из-за поздних заморозков могут образовываться вторичные кольца, называемые ложными. А также, ширина колец может зависеть не только от погоды, но и условий, в которых растение произрастает. Чем больше света и пространства, тем ствол шире и крепче. Круговые узоры на срезе могут выглядеть ассиметрично, что тоже вполне объяснимо. С солнечной стороны они более широкие, чем с теневой. Излишняя влажность тоже имеет свое влияние на благоприятный рост дерева или, наоборот, его гибель.
Существуют деревья, которые не имеют годовых колец. Например, оливковое дерево. Из-за постоянных благоприятных условий оно находится в непрерывном росте, поэтому годичные кольца не образуются.

Самые старые деревья-гиганты

Ученые всегда были уверены, что долгожителями являются самые высокие деревья с широкими, необъятными стволами. Ведь годичные кольца древесины с течением времени все больше увеличивают толщину ствола. Поэтому секвойи и секвойядендроны, великие деревья-исполины, произрастающие в Северной Америке, довольно долго считались самыми древними.
Гигантский ствол секвойи может достигать ста метров, а диаметр около 8,5 метров. На пне этого дерева можно вполне построить небольшой уютный дом. Также известен случай, когда в месте огромного дупла гигантского древесного великана проложили тоннель длиной 8,7 м., высотой 3 м. и шириной 2,5 м.
Среди этих исполинов и обнаружили секвойю, которой на тот момент было более 2125 лет. Очень долго это дерево считалось самым древним на планете.

 

 

Но в середине 20 века с целью научных исследований, спилили древнюю остистую сосну межгорную, которой оказалось более 4900 лет! Специалисты не могли и предположить, что сосне около 5 тысяч лет, ведь его высота была не более 10 метров. Конечно, они пожалели о содеянном, но именно благодаря этому случаю стало понятно, что размеры дерева не всегда соответствуют его возрасту. К изучению остальных сосен-долгожителей относятся теперь более внимательно и бережно, используя для исследования самые современные методики и технологии. Таких сосен–долгожителей наcчитали немало и каждой из них дали собственное имя.
Годичная карта этого уникального древнего древесного растения отличаются своей необыкновенной плотностью, поэтому не видны невооруженным глазом. Оно растет очень медленно и увеличивается в диаметре за 100 лет всего лишь на 2,5см. На сегодняшний день эти сосны считаются самыми древними на нашей планете. Но кто знает о том, что случится еще лет через 50 или 100. Возможно, другие ученые смогут найти деревья еще старше этих.

Годичные кольца древесины

Древесину дуба необходимо рассмотреть в качестве примера древесины лиственных пород кольцесосудистого типа. В древесине этого типа имеются очень крупные сосуды, видимые простым глазом, которые располагаются в один, два, три ряда в ранней части каждого годичного слоя, кольцом вдоль его границы (рис. 20). Дуб принадлежит к типу ядровых древесных пород. В его древесине различают периферическую часть, более светлую, называемую заболонной, и центральную, темную, включающую основную массу годичных слоев, называемую ядровой. В этой, более старой древесине, как правило, не остается живых клеток, их живое содержимое с запасными веществами постепенно при образовании ядровой древесины превращается в вещества защитного характера — дубильные, пигменты и другие, а сосуды зарастают выростами соседних живых клеток — тил л а ми, вследствие чего перестают проводить воду. Рассмотренная ранее древесина березы не имеет типичной ядровой древесины, явления старения выражены у нее гораздо слабее. Береза относится к заболонным породам.[ ...]

ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — зоны прироста древесины у растений или минерализованных образований у животных, возникающие в связи с сезонными изменениями темпа роста тканей. Размеры Г.к. зависят от особенностей окружающей среды в конкретном году. Г.к. используются для определения возрастной структуры популяций, анализа темпов роста отдельных особей и др. расчетов. См. также Дендрохронология.[ ...]

Древесина плотная, с четкими годичными кольцами (за исключением энгельхардии и южноамериканских видов ореха).[ ...]

Древесина головчатотиссовых не имеет отчетливого разделения на ядро и заболонь, она желтовато- или коричневато-белая. У деревьев, растущих в субтропических областях, годичные кольца плохо заметны, но при выращивании к северу от границы естественного ареала они часто более или менее отчетливые. Смоляные каналы в древесине отсутствуют, иногда имеются лишь в сердцевине. Древесинная паренхима большей частью диффузная. Трахеиды имеют от 1 до 3 спиральных утолщений. На радиальном срезе в трахеидах ранней древесины окаймленные поры преимущественно однорядные, округлые, вход в окаймленную пору щелевидный, иногда крестообразный, в трахеидах поздней древесины оба отверстия щелевидные. Радиальные лучи без лучевых трахеид, большей частью однорядные.[ ...]

Годичное кольцо состоит из ранней, или весенней, древесины (с тонкостенными светлыми трахеидами) и поздней, или летней, древесины (с толстостенными темноокрашенными трахеидами). В связи с ослаблением восходящего водного тока в более глубоких годичных слоях ствола происходит отмирание живых клеток и просмоление всех частей кольца.[ ...]

Годичные кольца нарастают каждый вегетационный период в результате периодической деятельности камбия и состоят из двух частей: ранней древесины (более светлая, откладывается в первую половину вегетации) и поздней (более темная, откладывается во вторую половину вегетации). В ранней древесине больше водопроводящих элементов, в поздней - механических. Годичные кольца хорошо видны у хвойных и лиственных кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.). У рассеяннососудистых (береза, осина) они плохо видны. Откладывание различных годичных колец древесины характерно для зон с хорошо выраженными сезонами года. Во влажных тропиках, где зима и лето по сумме осадков и температурам почти не различаются, заметных годичных колец нет.[ ...]

Внешний вид годичных колец зависит от плоскости, в которой их рассматривают (рис. 2). У торца бревна они имеют вид концентрических окружностей, расположенных вокруг сердцевины. В течение года вырастает только один слой, называемый годичным слоем. Рисунки на поверхности досок, получаемые от годичных колец, зависят от плоскостей, на которых они видны. На радиальной поверхности древесины годичные кольца имеют вид параллельных линий (рис. 2, б). На тангенциальной поверхности (в плоскости, касательной к годичным слоям), как правило, видны концентрические и параболические кривые. Это объясняется природой вторичного утолщения у деревьев, в связи с чем плоскость разреза пересекает несколько годичных колец. Каждое отдельное кольцо прироста не в одинаковой степени проявляется в древесине, потому что интенсивность роста, а следовательно, и плотность формирующейся древесины, неодинаковы на протяжении всего вегетационного периода. Обычно наиболее быстрое увеличение в толщину происходит в начале вегетационного сезона и заметно замедляется к его концу. Та часть кольца, которая образуется весной, когда рост возобновляется, предназначена прежде всего для продвижения сока, поэтому она более пориста и часто обладает малой плотностью. Эта ткань носит название ранней, или весенней, древесины. Древесина, образуемая во второй половине вегетационного периода, называется поздней, или летней, древесиной. Она обычно плотнее и темнее ранней. Это можно заметить, рассматривая ее при небольшом увеличении или даже невооруженным глазом. Летняя древесина хорошо приспособлена для обеспечения прочности ствола и, по всей вероятности, не участвует в передаче сока в такой же степени, как весенняя древесина. Различие между более плотной и более темной летней древесиной данного прироста и более рыхлой и светлой весенней древесиной последующей зоны позволяет разграничивать годичные кольца.[ ...]

Пористые виды древесины, в свою очередь, подразделяются на два класса. У некоторых лиственных пород сосуды в весенней древесине намного крупнее сосудов, расположенных в наружной (осенней) зоне годичного кольца, и переход от одной зоны к другой более или менее резок. Такие виды древесины называются кольцепоровыми; к ним, например, относятся дуб, ильм, ясень. В рассеяннопоровых видах древесины (клен, береза и американская липа) размер пор на протяжении всего годичного кольца меняется мало.[ ...]

Изменение ширины годичного слоя происходит путем изменения и ранней и поздней его зон. До недавнего времени считалось, что абсолютная величина поздней древесины у слоев различной ширины остается неизменной, и изменение ширины всего слоя происходит лишь за счет ранней части. Лишь недавно по отношению к сосне ( 40), ели (4 ) и лиственнице (42) установлено, что ширина поздней зоны может увеличиваться с увеличением ширины годичного слоя. В подтверждение этого Н. И. Стрекаловский (и) в отношении сосны из бассейна р. Ваги пришел к выводу, что связь между шириной всего годичного кольца и шириной поздней его зоны выражается параболой второго порядка.[ ...]

С увеличением ширины годичного слоя, после рубок ухода в дубовых древостоях 27—84-летнего возраста увеличиваются размеры древесных волокон, трахеид и клеток сосудов. Становится наиболее выгодным соотношение между весенней и летней частями годичного кольца. Доля летней толстостенной древесины у дуба достигает 70% за счет сокращения тонкостенной весенней части (Савина).[ ...]

Степень некротизации древесины зависит от величины инфекции: при проникновении гриба в один корень происходит некроти-зация небольшой части годичного кольца, а при проникновении в несколько корней — всего кольца.[ ...]

Линия 1—Iя, разделяющая годичные кольца, выделяется потому, что волокнистые клетки по мере приближения к наружному краю становятся несколько приплюснутыми тангенциально. В последующем кольце за ними расположены клетки значительно большего диаметра, причем различия по форме в поперечном сечении позволяют разграничивать пределы двух колец, когда древесину рассматривают поперек волокна при достаточно больших увеличениях.[ ...]

Однако возрастание поздней древесины с расширением годичного кольца небезгранично, и рассчитывать на улучшение качества древесины при высокоинтенсивном разреживании нет оснований. Для ослабления отрицательного влияния сильных степеней разреживания на качество древесины в лесоводстве существует метод бокового прикрытия или своеобразного «окутывания» стволов наиболее ценных деревьев главной породы сопутствующими древесными и кустарниковыми породами или деревьями главной породы, но с меньшей высотой. Из более низких деревьев создается второй ярус

Годичные кольца — Большая советская энциклопедия

Годи́чные кольца

Годовые слои, 1) у растений — зоны прироста древесины (См. Древесина), вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и корней древесных растений в виде не совсем правильных (не строго концентрических) колец. Г. к. наиболее хорошо выражены у растений умеренных и холодных широт и соответствуют приросту за один вегетационный период. Древесина, отложенная камбием весной или в начале лета, отличается по структуре, цвету, блеску, твёрдости и др. механическим свойствам от древесины, образованной во 2-й половине вегетационного периода. Первая (внутренняя) часть Г. к. более рыхлая и светлая, вторая (наружная) — более плотная и тёмная. Клетки, составляющие раннюю древесину, имеют более тонкие стенки и широкие полости, клетки поздней древесины — более толстые стенки и узкие полости. Переход от ранней древесины к поздней, как правило, постепенный, а от поздней к ранней, образовавшейся в следующем вегетационном периоде, четко выраженный.

По числу Г. к. на распиле, проведённом на высоте шейки корня, можно определить возраст растения. Ширина Г. к. колеблется в зависимости от условий произрастания, участка ствола и возраста дерева. По мере роста дерева она возрастает, затем в период зрелости наступает стабилизация, а со старением дерева снова уменьшается; по высоте ствола ширина Г. к. у одиноко стоящих деревьев уменьшается к вершине, а у растений в густых насаждениях — к основанию. Иногда возникают так называемые ложные кольца: при удвоении Г. к. в результате отмирания листвы из-за весенних заморозков или при объедании её гусеницами и последующем распускании спящих почек. По Г. к. на основании ряда закономерностей их сложения можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их в будущем (дендроклиматология), устанавливать время произрастания того или иного дерева, например археологических находок (дендрохронология).

О. Н. Чистякова.

2) У животных — ежегодно формирующиеся и длительно сохраняющиеся образования в некоторых тканях, позволяющие определять возраст особи. Г. к. наблюдаются в скелетных структурах, обладающих длительным ростом и не подверженных кардинальной перестройке в течение жизни. Образуются в результате сезонных изменений темпа роста ткани, отражающих сезонные изменения обмена веществ организма. Каждое Г. к. состоит из относительно широкого и узкого слоев разной структуры и оптической плотности в зависимости от концентрации минеральных солей в минерализованных тканях. Г. к. выявляются либо при непосредственном рассматривании в проходящем или отражённом свете (на чешуе рыб, раковинах моллюсков, роговых клювах кальмаров, плоских костях черепа рыб, земноводных и пресмыкающихся, на когтях млекопитающих), либо на спилах и шлифах (в отолитах и плавниковых лучах рыб, в некоторых костях рыб, земноводных, пресмыкающихся), либо на специально окрашенных тонких срезах зубов и костей млекопитающих. По числу Г. к. определяют возраст, а по относительной ширине их судят о темпе роста особи. Г. к. сохраняются в ископаемых остатках и могут быть использованы для установления темпа роста вымерших животных.

Лит.: Чугунова Н. И., Руководство по изучению возраста и роста рыб, М., 1959; Клевезаль Г. А., Клейненберг С. Е., Определение возраста млекопитающих по слоистым структурам зубов и кости, М., 1967; Physiology of Mollusca, ed. К. М. Wilbur, С. М. Jonge, v. 1-2, N. Y. — L., 1964; Peabody F. Е., Annual growth zones in living and fossil vertebrates, «Journal of Morphology», 1961, v. 108, № 1.

Г. А. Клевезаль.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. годичные кольца — ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — зоны прироста древесинной части стебля за один вегетационный период. На поперечном срезе имеют вид б. м. концентрических слоев, Г. Ботаника. Словарь терминов
  2. ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений — слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Большой энци

Годичные кольца деревьев, а что мы узнаем

Годы жизни деревьев умеренных и холодных широт можно определить по поперечному спилу их стволов, посчитав годичные кольца (годовые слои). Такой слой, как правило, соответствует приросту древесины за один вегетационный период. Древесина, рождающаяся весной и в начале лета, заметно отличается от более поздней,  появляющейся в конце лета и осенью.

Когда дерево только начинает вегетировать, то в древесине образуется много широкопросветных сосудов. Осенью сосуды формируются узкие, а сама она становится более плотной и темной. Обычно переход от ранней древесины к поздней постепенный, зато переход от поздней к ранней прослеживается  довольно четко, и границы между ними хороша видны невооруженным глазом. Каждому кольцу, как правило, соответствует один год. Хотя иногда возникают так называемые  ложные кольца. Это происходит в том случае, если из-за неблагоприятного лета (засуха или холод), оно начинает вегетировать осенью.

Вот какой случай произошел в Тюри (Эстония) 25 августа 1818 г. Во время грозы молния ударила в 25-метровый дуб; пораженное дерево распилили на части. И тут выяснилось, что концентрические слои  древесины дуба под воздействием молнии отслоились друг от друга и свободно выдвигались наподобие телескопической антенны.

Самые старые деревья-гиганты

Поскольку каждый год толщина ствола увеличивается, то казалось бы, долгожителей надо искать среди толстых деревьев. И, действительно, долгое время самыми старыми считали деревьев-исполинов, произрастающих в Северной Америке,— секвойи и секвойядендроны.

Секвойи — деревья-гиганты: высота — около ста метров, диаметр ствола достигает 8,5 м. Одну такую секвойю пилили семиметровой пилой почти две недели, а чтобы перевезти древесину этого дерева, потребовалось 30 железнодорожных  платформ. Еще два любопытных факта. В  Национальном парке секвойи (США), на пне исполинской секвойи, спиленной в середине XIX века, предприимчивые американцы устроили летнюю танцплощадку, где  одновременно помещались 16 пар танцующих, 20 зрителей и 4 музыканта.

В Йосемитском национальном парке (20 км от Сан-Франциско) произрастает знаменитая секвойя «вахвонах» — великое хвойное дерево. В 1881 г. на месте огромного дупла в ее стволе пробили тоннель длиной 8,7 м, шириной 2,5 м и высотой 3 м.

Еще более внушительные размеры у секвойядендрона(веллингтония, мамонтово дерево), диаметр его ствола достигает 10 м, произрастает в Калифорнии на западных склонах Сьерра-Невады.

Среди этих деревьев-гигантов растительного мира и обнаружили секвойю, чей возраст был 2125 лет. Долгое время ее считали самым старым деревом.

Сравнительно недавно пальму первенства среди деревьев-долгожителей секвойя уступила остистой сосне межгорной, произрастающей на каменистых склонах гор Уайт-Маунтина (запад Северной Америки). Никто и не предполагал, что, в общем-то небольшие деревья (высотой до 10 м) имеют столь почтенный возраст. В 1955 г. одну из таких сосен спилили для научных исследований. Когда же по годичным кольцам подсчитали ее возраст, то ученые были крайне удивлены: остистой сосне 4900 лет! Исследователям ничего не оставалось, как пенять на себя за неосмотрительность и пожалеть о содеянном.

Зато остальные сосны-старожилы были изучены с особой осторожностью и с 1958 г. взяты под охрану государства. Среди сосен-долгожителей насчитали немало деревьев, чей возраст перевалил за 4 тысячи лет. Все деревья-четырехтысячники получили  собственные имена: «Альфа» — самое первое обнаруженное дерево в возрасте свыше 4 тысяч, «Патриарх» — самое толстое дерево из остистых сосен (диаметр ствола 3,5 м), «Мафусаил» — самое старое живое дерево, ему 4600 лет (по библейским сказаниям Мафусаил прожил дольше всех среди  людей — 969 лет).

Годичные кольца остистой сосны настолько плотны, что неразличимы невооруженным глазом. Это неудивительно: ведь за сто лет диаметр ствола увеличивается не более чем на 2,5 см. А на одном из участков среза,— длиной всего 12 см,— насчитали 1100 годичных колец. Так что самые древние из остистых сосен появились на Земле тогда, когда в Египте фараоны начали сооружать первые пирамиды.

По годичным кольцам определяют не только возраст дерева

Сегодня, чтобы определить возраст дерева, нет нужды его спиливать. Дендрохронологи — специалисты по «чтению» годичных колец — высверливают буравчиком столбики древесины толщиной с грифель, а затем исследуют их под микроскопом.

А японские изобретатели сконструировали портативный рентгеновский аппарат, с помощью которого можно делать снимки поперечника ствола, не причиняя дереву даже малейшего вреда; по этим снимкам специалисты определяют не только возраст дерева, но и его самочувствие (насколько это слово можно применить к дереву).

Ширина годичных колец дерева меняется год от года, поэтому совокупность всех колец — летопись, в которой знаток может прочитать все: температурные колебания воздуха, количество осадков, лесные пожары, нашествие насекомых-вредителей, гибель соседних деревьев. Ширина каждого отдельного кольца тоже не везде одинакова, она зависит от положения дерева относительно солнца, затенения его  соседними деревьями, от направления ветров и тому подобного.

Да нужно ли расшифровывать древесную летопись? Конечно нужно, ведь она помогает раскрыть некоторые тайны прошлого. Долгое время американских историков волновала загадка скального города, построенного в XIII в. в Меса-Верде (США, Калифорния). Почему жители его покинули? Как поведали годичные кольца бревен, без которых, конечно же, не обходились сооружения древнего города, это случилось из-за многолетней засухи.

Определять возраст деревьев по годичным кольцам впервые предложил Леонардо да Винчи; он же предположил, что их ширина зависит от климата. На связь между приростом годичных колец и  метеорологическими факторами — температурой воздуха и осадками — впервые указали русские ученые А. Н. Бекетов и Ф. Н. Шведов во второй половине XIX века. Американские исследователи из дендрохронологической лаборатории университета штата Аризона установили по годовым слоям остистой сосны, что на западе Северной Америки в 1453, 1601, 1884, 1902, 1941 и 1965 гг. лето было аномально холодным. Данные по 1941 и 1965 гг. совпадают с наблюдениями  метеорологов. Дело в том, что в годы с холодным летом деятельность камбия (соединительной ткани, порождающей древесину) слабая. Повреждение клеток древесины, образовавшихся летом, свидетельствует о вторжении холодных воздушных масс.

Так, исследуя годичные кольца остистых сосен и сохранившихся обломков мертвой древесины этих деревьев, американские ученые составили сводный климатический календарь запада Северной Америки, где вплоть до 6200 г. до н. э. охарактеризован каждый год.

Похожие исследования проводили и в бывшем Советском Союзе. При Ботаническом институте АН Литвы раньше была дендроклиматохронологическая лаборатория. В ней-то и создали дендрошкалу, охватывающую 900 лет. По кольцам старого кедра, обнаруженного на Алтае, ученые установили, какой климат был в этих местах с 1020 по 1979 г. По дендрошкале кедра хорошо видно, как влияют на климат 11 -летние циклы солнечной активности. А еще подметили 80—90-летние  ритмы, причину которых пока окончательно не выяснили.

А в журнале «Nature» за 1976 появилось сообщение о новом методе определения климата прошлых веков по годичным кольцам. Установлено, что соотношение изотопов углерода, кислорода и водорода в земной атмосфере находится в зависимости от ее температуры. Так что, подсчитав изотопный состав каждого кольца древесины, можно рассчитать среднегодовые температуры давно прошедших лет. Только для этого надо установить количественную зависимость между изотопным составом годичных слоев и известной среднегодовой температурой.

Над созданием древесного термометра трудились ученые Англии, ФРГ, США. Свои исследования они проводили в Англии, где раньше всех стали регистрировать температуру  окружающей среды — около 300 лет назад.  Недалеко от мест регистрации температур исследовали древние дубы и пихты и проанализировали содержание изотопов в кольцах. Так проградуировали шкалу древесного термометра. Изучение деревьев-старожилов помогло узнать, какая погода была несколько столетий назад, когда даже понятия не имели о том, что тепло и холод можно измерять.

Но не только о климате прошлых столетий могут поведать годовые кольца хвойных растений. Американские ученые установили, что в них записаны и крупные извержения вулканов. Ведь при извержении в верхние слои атмосферы выбрасывается большая масса вулканического пепла и пыли, которая может оставаться в атмосфере два-три года. Мельчайшие твердые частички задерживают солнечные лучи, поэтому на земле холодает.

Исследуя остистые сосны, ученые подтвердили извержение вулкана Этна в 44 г. до н. э. Только это извержение было зафиксировано в годичных кольцах деревьев в 42 г. до н. э.: два года потребовалось, чтобы пригнать облако вулканической пыли и пепла от Сицилии к Америке.

Дата извержения Этны хорошо известна ученым, а вот насчет еще одного крупного извержения вулкана Санторин, уничтожившего минойскую культуру на о. Крит, у историков был спор. Одни считали, что  извержение вулкана Санторин было между 1700 и 1450 гг. н. э., другие — между 1500 и 1300 гг. до н. э. По годичным кольцам остистых сосен дендрохронологи установили, что извержение вулкана Санторин произошло между 1628 и 1626 гг. до н. э.

Лет десять назад американский ученый-ботаник А. Г. Джайкоби предположил, что по годичным кольцам деревьев, произрастающих в районах с сейсмической активностью, можно определить, когда произошло землетрясение и даже какой силы оно было.

В своих рассуждениях он основывается на том, что землетрясение обычно изменяет условия, в которых рос лес: повреждается корневая система, изменяется снабжение деревьев грунтовой водой и так далее. Естественно, эти факторы сказываются на росте дерева и должны быть записаны в годичных кольцах. Действительно, землетрясения отмечаются темными кольцами, расширенными с одной стороны.

Советский ученый Н. В. Ловелиус предположил, что в кольцах деревьев-старожилов должна быть информация о взрывах сверхновых звезд в Галактике. Он изучал спилы двух таких деревьев: арчи (древовидного можжевельника) и амурской лиственницы. Когда подсчитали годовые слои у арчи, обнаруженной высоко в горах Средней Азии, то стало ясно, это растение появилось на свет в 1163 г. и прожило 807 лет. За это время произошло три взрыва сверхновых звезд — в 1572, 1604, 1700 гг. и эти взрывы оказали влияние на биосферу Земли. Взрыв сверхновых замедлил рост деревьев: причем угнетение достигало максимума на 15—16 год после взрыва, 30 лет спустя у деревьев рост нормализовался. Какие физиологические процессы нарушаются под воздействием взрыва сверхновых, пока не установили.

Читая летопись колец, можно извлечь и другую информацию. Например, деревья могут рассказать о степени загрязнения атмосферы в различные годы. Американские физики по годичным кольцам определяют последствия ядерных испытаний. Химики, анализируя химический состав годичных колец, изучают распределение рассеянных элементов в разные периоды.

Каждый раз, перечитав в очередной раз любимую книгу, мы находим в ней что-то для себя новое, чего раньше не замечали. Так и с летописью годичных слоев: пройдут годы и, может быть, кто-то прочитает ее по-новому и откроет для нас совершенно иное содержание этой деревянной летописи, написанной Природой.

В. Петришин

Годичные кольца - это камбий? Строение, фукнции

Камбий – это ткань, залегающая между древесиной и лубом. Откуда она берётся? Возникает из прокамбия – сосудистых пучков. Встречается в стеблях, корнях растений.

Изначально камбий у растений находится только в сосудистых пучках. Этот тип называется пучковым. Затем ткань формирует прослойки в сердцевинных лучах, расположенных между пучками. Этот вид камбия называют лучевым.

Прослойки образуют соединения пучкового камбия, формируя однослойное кольцо. По мере роста растения формируются новые пучки, а осевые органы начинают разрастаться в толщину, образуя новые слои дерева. Это главная функция камбия. Незаменимая.

В зимний период камбий спит, поэтому рост растений в толщину в холодное время не происходит. В связи с происходящими изменениями в стволе растения и периодом покоя зимой формируются годичные кольца.

Функции, строение

Камбий – это важная ткань, без которой рост дерева в толщину не представляется возможным. Клетки его - прозенхимные. Они имеют удлиненную форму и скошенные концы. Длинна прозенхимных клеток превышает ширину в несколько раз. При продольном разрезе наблюдается прямоугольная форма.

Камбий – это клетки, имеющие сложное строение. Внутри них располагаются ядро, цитоплазма, органеллы. Удивительно то, что в цитоплазме происходят медленные перемещения. Скорость зависит от сезона. В центральной части клетки располагается ядро. Оно отличается продолговатой формой. Чтобы клетки могли питаться, растение запасается питательными веществами. Они поступают в плазму клетки.

Деление

Следующий момент. Камбий – это клетка, способная делиться. Процесс происходит за счет цитоплазмы.

Клетки камбия способны делиться только полярно. По одну сторону - образуя древесину, а по другую – кору растения. Само деление происходит непропорционально. Поэтому дерево содержит меньше коры, чем древесины. Если бы деление клеток шло пропорционально, то после деления кора и древесина были бы в одинаковом количестве.

Во время деления один элемент разделяется на два. Затем один из новых элементов становится материнской клеткой, а другой - снова делится пополам, превращаясь в луб или древесину. Окончательный переход зависит от того, к какой части растения примыкают делимые клетки.

Во время деления древесина откладывается по направлению к центру ветки. А луб - к краю.

Функция

Теперь о некоторых возможностях. Находящийся в стебле камбий выполняет образовательную функцию. Эта возможность получена из-за уникального строения слоя. Его удлиненные клетки с тонкими оболочками могут делиться, расти. Благодаря этому стебель растения утолщается.

Годичные кольца

Каждый знает, что деревья имеют годичные кольца. По ним можно определить, сколько растению лет. За год формируется один круг, т. е. годичное кольцо. Оно образуется камбием, который при делении обеспечивает рост стебля в толщину.

У деревьев, растущих в умеренном климате, деление его клеток начинается ранней весной и заканчивается осенью. Просыпаясь, дерево начинает активно расти. В это время камбий имеет крупные клетки, которые к концу лета становятся узкими, но с толстой оболочкой. В результате деления происходит формирование годичного кольца. По его толщине можно судить о приросте древесины за год. Каждое годичное кольцо состоит из летнего и зимнего слоя. Их различают по окрасу: светлый – это летнее, а темный – зимнее.

При делении клетки камбия образуют древесину и кору. Первая выполняет запасающую функцию, а кора - защитную. Эти части растения состоят из определенных типов клеток. Во время вегетационного периода каждый элемент выполняет свою определенную роль в развитие растения.

Одним словом, камбий является незаменимой тканью растений. Без его участия они бы просто не существовали.

Что такое годичное кольцо? Подробный разбор

В статье рассказывается о том, что такое годичное кольцо, как оно образовывается, где его можно встретить, какая наука занимается изучением колец.

Деревья и жизнь

Жизнь на нашей планете сформировалась и существует благодаря множеству факторов, и один из них – это подходящий газовый состав атмосферы. А точнее, наличие достаточного количества кислорода. Им нас обеспечивают растения, которые поглощают углекислоту, выдыхаемую большинством живых существ. В настоящее время большинство развитых и цивилизованных стран строго следит за состоянием своих лесов, в том числе создавая национальные парки, где можно встретить очень старые деревья. Интересны они не только с эстетической точки зрения, но и тем, что ученые, исследуя их, получают знания о давно прошедших временах, а сам возраст деревьев определяется с помощью годичных колец. Но что такое годичное кольцо, почему оно образовывается и где помимо деревьев есть еще? В этом мы и разберемся в данной статье.

Определение

Годичными кольцами, или годовыми слоями, называют области цикличного прироста тканей у растений и еще некоторых видов живых существ, к примеру, грибов и моллюсков. Их появление обусловлено климатическим перепадом температур и некоторыми другими факторами. Теперь нам известно, что такое годичное кольцо.

Но наиболее характерные и ярко выраженные годичные кольца наблюдаются у древесных растений многолетнего типа. Особенно тех, что произрастают в зоне умеренной широты, когда периоды летне-весеннего роста камбия чередуются со временем покоя в осенне-зимней части года. Если говорить о внешнем виде колец, то каждое из них делится на две части: темную и светлую. Хвойные деревья интересны тем, что их годичные кольца видны наиболее четко, так как древесина, что образовалась позже, имеет ярко выраженный темный оттенок. Теперь мы знаем, что такое годичное кольцо. Их изучением занимается такая наука, как дендрохронология.

Дендрохронология

Дендрохронология – это научная дисциплина, которая занимается датированием событий, явлений природы и археологических находок на основании исследований годичных колец древесины или же иных биологических останков, которые таковыми обладают.

К примеру, этот метод наиболее часто используется для определения возраста каких-то предметов или построек из древесины по годичным кольцам.

С тем, что это за наука и чем занимается, мы разобрались. Теперь же давайте рассмотрим, как образуются годичные кольца.

Процесс образования

Как мы уже знаем, появляются они в тех деревьях, которые произрастают в зонах с ярко выраженной сезонностью. Проще говоря, летом и зимой они растут не одинаково из-за перепадов температур и прочих условий. Это приводит к тому, что слой древесины, нарастающий зимой, отличается от летнего массой признаков: цветом, плотностью, фактурой и т.п. Если говорить о визуальном проявлении, то на поперечном спиле ствола дерева можно заметить четкую структуру, имеющую форму концентрических колец.

Что можно определить по годичным кольцам?

В основном – это возраст. Каждое кольцо соответствует одному году, по его толщине и фактуре можно судить о том, какой тогда был год с климатической точки зрения: примерная температура, количество осадков, их частота и прочее. Используют этот метод и для определения возраста каких-то древних деревянных изделий: их распиливают, смотрят на количество колец, а затем сравнивают с образцом, возраст которого известен. Таким образом, можно узнать, когда было спилено дерево, послужившее материалом для предмета.

Животный мир

Как уже было сказано, годичные кольца встречаются не только у деревьев, но и в животном мире. Найти их можно в тех тканях или структурах скелета, которые растут непрерывно, но при этом подвержены климатическому воздействию, сезонным перепадам температуры. Это чешуя, кости и плавники некоторых видов рыбы, раковины моллюсков различного типа, клювы и кости птиц, рога животных, кости некоторых млекопитающих. Так что теперь нам известно, что такое годичные кольца в биологии. По ним ученые определяют все то же самое, что и в случае с деревьями: возраст, особенности климата того периода и прочее.

Кольцо роста - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

A Кольцо роста - это кольцо роста некоторых живых организмов, например деревьев. У некоторых животных, таких как раковины и кораллы, также есть годичные кольца роста.

Подсчет годичных колец показывает, сколько лет организму или было, когда он перестал расти. Например, можно посчитать годичные кольца в мебели, стенах и других деревянных предметах.

Годовые кольца растут под корой, и кора выталкивается наружу, пока дерево растет.Внутренняя часть годичного кольца образуется в начале вегетационного периода, когда рост происходит быстро и называется ранней древесиной. Внешняя часть - это поздняя древесина, более плотная, чем ранняя. Многие деревья в местах с жарким летом и холодной зимой образуют одно годичное кольцо.

На протяжении всей жизни дерева формируется годовая запись или кольцевая диаграмма, которая показывает климатические условия, в которых росло дерево. Если дерево растет в сухом месте, вы можете определить его возраст лучше, чем когда оно растет во влажном месте.Переключение между плохими и хорошими условиями может привести к образованию нескольких колец за один год. На структуру роста годичных колец влияют климат, погода, дождь, температура, pH почвы, питание растений, концентрация углекислого газа и солнечные пятна.

Кольца возникают из-за изменения скорости роста зимой, весной, летом и осенью, поэтому одно кольцо обычно отмечает прохождение одного года в жизни дерева. Годовые кольца более заметны в тех местах, где времена года меняются с жаркого на холодное.Достаточная влажность и долгий вегетационный период приводят к широкому кольцу. В засушливый год кольцо может получиться очень узким. Деревья из одной и той же области будут иметь тенденцию к росту колец одного и того же типа.

Годичные кольца могут рассказать нам о древнем климате, а годовые кольца могут быть использованы для определения возраста дерева. Годичные кольца также можно использовать для датирования дерева в старых зданиях, кораблях и рамах для картин. Годовые кольца используются для более точного радиоуглеродного датирования.

Некоторые виды многолетних трав образуют годичные кольца роста в своих корнях, которые в основном следуют тем же принципам, что и годичные кольца деревьев.

.

Frontiers | Биологические основы образования древесных колец: ускоренный курс

Введение

Леса - наиболее распространенные биомы на Земле. Они покрывают треть образовавшихся земель, содержат более 50% мирового биоразнообразия и содержат более 60% углеродного пула суши (Groombridge and Jenkins, 2002). Большая часть этого углерода хранится в древесине, самом распространенном биологическом соединении на Земле.

Обмен углекислого газа между лесными экосистемами и атмосферой является решающим процессом, влияющим на баланс и динамику глобального углеродного цикла.Фотосинтез наземных растений (т.е. поглощение атмосферным CO 2 листьями) улавливает около 120 петаграмм углерода в год (Lal, 2008). Рост растений фиксирует половину этого углерода (то есть 60 петаграмм) в виде биомассы, а другая половина возвращается в атмосферу путем автотрофного дыхания. Одновременно транспирация растений выделяет в атмосферу 40 000 петаграмм воды, влияя на глобальные осадки и тепловой поток (Seneviratne et al., 2006). В глобальном масштабе фотосинтез лесной экосистемы поглощает из атмосферы больше углерода, чем накачивает в нее авто- и гетеротрофное дыхание.Таким образом, в глобальном масштабе леса мира представляют собой большой и устойчивый чистый сток углерода (Pan et al., 2011). Более того, связывание углерода древесной биомассой леса частично уравновешивает текущий рост антропогенных выбросов, замедляя потепление климата (Bonan, 2008).

До сих пор ученые рассматривали фотосинтез как главный двигатель роста растений и приложили много усилий, чтобы лучше понять этот процесс. Однако другая точка зрения, появившаяся недавно, утверждает, что в нормальных условиях это не источник (т.е., фотосинтез), которые ограничивают рост растений, но поглощают (то есть способность меристем превращать углерод в биомассу). Другими словами, углерод может быть изолирован в древесине только в той мере, в какой это позволяют камбиальная активность и условия окружающей среды (Körner, 2015). Однако, если после десятилетий исследований фотосинтеза активность источника очень хорошо известна и количественно оценена в настоящее время, то функционирование камбия все еще плохо изучено. Итак, в контексте ускорения глобального потепления, мы считаем, что крайне важно исследовать, что управляет формированием годичных колец и производством древесины, чтобы лучше оценить, как климатические изменения влияют на деревья, леса, биогеохимические циклы и, в конечном итоге, на климат. сам.

Процесс образования ксилемы, осуществляемый древесными растениями, называется ксилогенезом. Мониторинг сезонной динамики ксилогенеза начался более 50 лет назад с нескольких новаторских работ, направленных на лучшее понимание влияния климата на рост деревьев, фенологию камбия и динамику формирования древесины (Wilson, 1970; Denne and Dodd, 1981). Эти вопросы привлекли к себе повышенное внимание в течение последнего десятилетия из-за повсеместной проблемы глобальных изменений, что привело к быстрому увеличению количества научных исследований с участием деревьев, растущих в естественных или экспериментальных условиях (Griçar et al., 2011). Исследования по мониторингу образования древесины основаны на повторных (еженедельных или двухнедельных) цитологических наблюдениях за развивающейся ксилемой на протяжении всего вегетационного периода. В этом мини-обзоре мы кратко представим основы ксилогенеза, а также текущие знания о влиянии факторов окружающей среды на клеточные процессы, внутригодовую динамику и фенологию формирования древесины, чтобы помочь экологам лучше интерпретировать результаты исследований по мониторингу образования древесины.

Деревянные конструкции и функции

Дерево выполняет четыре основные функции на деревьях: (1) поддерживает и пространственно распределяет фотосинтетические ткани над землей; (2) отведение сырого сока (т.е. воды и питательных веществ) от корней до листьев; (3) хранение углеводов, воды и других соединений; и, наконец, (4) защита дерева от патогенов путем хранения и распределения защитных соединений (Kozlowski and Pallardy, 1997).

Дерево появилось на Земле в результате развития сосудистого камбия и изобретения лигнина (Rowe and Speck, 2005).Сосудистый камбий состоит из тонкого слоя меристематических клеток, расположенных между вторичной ксилемой (т. Е. Древесиной) и вторичной флоэмой (т. Е. Живой корой) и образующих непрерывную оболочку вокруг стеблей, ветвей и корней растений. древесные растения. Камбий дает начало ксилеме внутрь (то есть к сердцевине) и флоэме наружу (то есть к коре).

У голосеменных растений (т. Е. Хвойных или мягких пород древесины) ксилема состоит из простой и однородной ткани, в основном состоящей из двух типов клеток: (1) трахеиды, которые составляют более 90% от общего числа клеток и выполняют функцию как механическая опора, так и водопроводимость; и (2) клетки паренхимы, отвечающие за хранение и радиальный транспорт различных соединений.Трахеиды представляют собой удлиненные, веретенообразные клетки длиной 3–6 мм и диаметром 6–60 мкм (Sperry et al., 2006). У покрытосеменных (т. Е. Лиственных пород) ксилема состоит из более сложной и неоднородной ткани, состоящей из нескольких типов клеток. Сосуды заботятся о проводимости воды, волокнах механической опоры и клетках паренхимы хранилища. У диффузно-пористых деревьев размеры сосудов составляют от 1 до 30 см в длину и от 15 до 150 мкм в диаметре; у кольцевидных деревьев размеры сосудов составляют от 1 см до 10 м в длину и от 15 до 300 мкм в диаметре (Zimmermann, 1983).И у покрытосеменных, и у голосеменных почти все клетки ксилемы отмирают в конце своего развития для выполнения своих функций, только клетки паренхимы остаются живыми в течение нескольких лет.

Ячеистые процессы, участвующие в формировании древесины

Ксилогенез заключается в производстве и дифференцировке новых клеток ксилемы в зрелые функциональные клетки древесины. Во время своей дифференцировки клетки ксилемы претерпевают глубокие морфологические и физиологические преобразования, которые формируют их в соответствии с их будущими функциями (Wilson, 1970).Формирование трахеарного элемента ксилемы можно разделить на пять основных этапов: (1) периклинальное деление камбиальной материнской клетки, которое создает новую дочернюю клетку; (2) увеличение вновь образованной клетки ксилемы; (3) отложение целлюлозы и гемицеллюлозы для построения вторичной клеточной стенки; (4) пропитка клеточных стенок лигнином; и, наконец, (5) запрограммированная гибель клеток (рис. 1). Эта последовательность является общей как для покрытосеменных, так и для голосеменных, но вариации продолжительности и интенсивности фаз дифференцировки, а также вовлеченных молекулярных компонентов, в конечном итоге приводят к различным типам клеток и структурам древовидных колец.

РИСУНОК 1. Схематические поперечные сечения покоящихся и развивающихся файлов радиальных клеток ксилемы сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). (A) Спящий камбий зимой, состоящий из тонкой полосы из 4–6 усиленных слоев камбиальных клеток, выглядящей как «куча пластин» и заключенной между ксилемой и флоэмой, сформированной в течение предыдущего вегетационного периода. (B) Активный камбий и связанные с ним файлы радиальных клеток в начале лета.Активный камбий, состоящий из широкой полосы из 11-13 слоев камбиальных клеток с волнистыми радиальными клеточными стенками, заключен между новообразованной флоэмой и ксилемой. Развивающаяся ксилема, которая состоит из зоны увеличения (3-4 слоя клеток), зоны утолщения (семь слоев клеток) и зрелой зоны (12-13 слоев клеток), находится между камбием и предыдущим кольцом дерева. . (C) Схематическое изображение развивающегося радиального файла ксилемы. Ячейка I представляет собой свежесформированную клетку флоэмы текущего года.Клетки II – IV представляют собой камбиальные клетки, из которых клетки III и IV являются делящимися. Ячейка V представляет собой увеличивающуюся ячейку. Клетки VI – VII представляют собой утолщенные клетки (обратите внимание на начало лигнификации в углах клетки VI). Наконец, клетка VIII представляет собой зрелую, мертвую и полностью функциональную клетку ксилемы (обратите внимание на исчезновение ее цитоплазмы). Ячейка IX представляет собой ячейку поздней древесины, принадлежащую предыдущему годичному кольцу (т.е. сформированную в течение предыдущего вегетационного периода). Зеленый фон представляет цитоплазму, зеленые линии представляют клеточные мембраны, синие линии представляют собой стенки целлюлозных клеток (темно-синий для первичных стенок, голубой для вторичных стенок), а красные области представляют собой одревесневшие клеточные стенки.

Деление клеток - это элементарный процесс увеличения количества клеток в формирующейся ткани. Во всех клеточных организмах, которые содержат ядро ​​(например, у эукариот), делящиеся клетки следуют строго контролируемой последовательности последовательных событий, описываемых как клеточный цикл. В течение этого цикла меристематическая материнская клетка проходит несколько стадий развития, включающих рост клеток и синтез ДНК, деление ядра и разделение цитоплазмы, чтобы родить две дочерние клетки (Lachaud et al., 1999). Процесс деления клеток в камбии протекает медленно, продолжительность клеточного цикла составляет от 10 до 50 дней, в зависимости от вида деревьев, стадий развития и условий окружающей среды (Larson, 1994). В результате количество ячеек на развивающийся радиальный массив может увеличиваться только примерно на одну ячейку в день для наиболее продуктивных деревьев при наиболее благоприятных условиях. Температура оказывает непосредственное влияние на деление камбиальных клеток, наиболее вероятно, посредством полимеризации-деполимеризации микротрубочек, основного элемента цитоскелета клетки (Begum et al., 2012). Температура также влияет на процесс деления через гормональную регуляцию, управляемую различными гормонами, такими как ауксины, цитокинины и гиббереллины (Ursache et al., 2013). Эти фитогормоны стимулируют синтез ключевых белков: циклинзависимых киназ (CDK), ферментативная активность которых необходима для запуска клеточного цикла и обеспечения его плавного хода (Stals and Inze, 2001).

Увеличение клеток составляет первую стадию дифференцировки растительных клеток.Он заключается в необратимом увеличении объема клеток (т.е. росте клеток) без последующего деления клеток. Увеличение клетки происходит в результате (1) релаксации первичной клеточной стенки, которая (2) создает пассивный вход воды, который (3) уравновешивается активным притоком растворенных веществ для поддержания высокого тургора. давление (Cosgrove, 2005). Процесс также требует (4) биосинтеза и отложения строительного материала для восстановления целостности растянутых первичных клеточных стенок.Этот процесс особенно важен для элементов трахеи ксилемы, так как их объем на этой стадии увеличивается в 10–100 раз. Поскольку тургор является «двигателем» увеличения клеток, нехватка воды иногда влияет на рост клеток. Однако в нормальных условиях гормональная регуляция является реальной «движущей силой» увеличения, определяющей конечный радиальный диаметр клеток ксилемы. Некоторые фитогормоны (например, ауксины, цитокинины, гиббереллины) увеличивают растяжимость первичной клеточной стенки с помощью различных механизмов контроля (Perrot-Rechenmann, 2010).

Вторичные клеточные стенки являются замечательными структурами во многих растительных клетках, но они особенно важны для древесных растений, обеспечивая механическую поддержку, перенос воды и биологическую устойчивость. Более того, вторичные клеточные стенки представляют собой основную составляющую древесины, которая является наиболее богатым источником наземной биомассы. Вторичные стенки толстые (2–10 мкм), слабо гидратированные (~ 30%), жесткие, многослойные. Их основные компоненты - целлюлоза (40–60% от сухой массы), гемицеллюлозы (10–40%) и лигнины (15–35%).Микрофибриллы целлюлозы вместе с гемицеллюлозой образуют основную несущую сеть, в которой лигнин пропитан с образованием другой поперечно-сшитой сети, обеспечивающей гидрофобность, жесткость и долговечность (Zhong and Ye, 2009). Вторичные клеточные стенки обычно состоят из трех слоев: S1, S2 и S3, которые имеют довольно похожий состав, но различаются толщиной и ориентацией микрофибрилл целлюлозы. Слой S1 состоит из плотной матрицы микрофибрилл целлюлозы и гемицеллюлозы.В то время как микрофибриллы ориентированы поперечно в слое S1 (от 60 ° до 80 ° относительно оси клетки), они изменяют свою ориентацию на продольную в слое S2 (от 5 ° до 30 ° относительно оси клетки), прежде чем возвращаясь к поперечной ориентации в S3 (Plomion et al., 2001). Когда увеличение клеток подходит к концу, формирование вторичной клеточной стенки начинается с осаждения между мембраной и первичной стенкой слоя S1, за которым вскоре следуют слои S2 и S3. Вторичная стенка не покрывает всю поверхность клетки, а вокруг ямок отсутствует.Здесь модифицированная первичная стенка (мембрана ямки) позволяет воде и растворенным веществам проходить от одной клетки к другой, делая возможным восходящий поток сока от кончиков корней к листьям. Формирование вторичной клеточной стенки - сложный процесс развития, поддерживаемый экспрессией генов, активирующих биосинтез, транспорт, отложение и сборку составляющих стенки (Zhong and Ye, 2009). Каскад факторов транскрипции регулирует скоординированную экспрессию всех этих генов.Фитогормоны также участвуют в регуляции образования вторичной клеточной стенки, при этом ауксины действуют как ингибиторы, а брассиностероиды - как индукторы.

Лигнификация клеточной стенки начинается в углах клетки, в первичной стенке, примерно в то же время, что и отложение слоя S1. Затем он распространяется вдоль средней ламели и первичной стенки, а затем продвигается внутрь во вторичную стенку после ее отложения (Donaldson, 2001). Лигнин полимеризуется непосредственно в клеточной стенке из окисленных элементарных компонентов, синтезируемых в цитозоль из фенилаланина, с образованием сложных поперечно-сшитых фенольных полимеров.Затем лигнин откладывается внутри пространств, оставленных микрофибриллами, где он образует химические связи с гемицеллюлозами, действуя как цемент, который укрепляет и делает стенки клеток водонепроницаемыми. Вследствие своевременности процесса лигнификации и структуры стенок доля лигнина уменьшается от самых внешних слоев клеточных стенок (т. Е. Средней ламели и первичной стенки) до самых внутренних (т. Е. второстепенная стена). Эта хорошо продуманная структура идеально соответствует физиологическим функциям клеток ксилемы.Сильная пропитка средней ламели и первичной стенки жесткими и гидрофобными молекулами лигнина позволяет элементам трахеи ксилемы образовывать прочные, жесткие и самонесущие сети из водонепроницаемых «труб», в то время как более легкая пропитка вторичной стенки позволяет просветам трахеарного элемента для сохранения основных свойств капиллярности, которые могут поддерживать всплытие сока. Что касается других компонентов клеточных стенок, факторы транскрипции играют важную роль в биосинтезе, транспорте и отложении лигнина (Zhong and Ye, 2009).Несмотря на то, что гормональный контроль процесса лигнификации неясен, похоже, что этилен индуцирует синтез нескольких ферментов, участвующих в биосинтезе лигнина. Процесс лигнификации обычно описывается как чувствительный к температуре (Donaldson, 2001).

Запрограммированная гибель клеток (также называемая апоптозом) знаменует конец дифференцировки клеток ксилемы и появление зрелых, полностью функциональных элементов ксилемы (трахеиды для голосеменных, сосуды и волокна для покрытосеменных растений).Это очень скоординированный и активный процесс клеточного «самоубийства», широко распространенный у многоклеточных организмов. Однако, хотя большинство клеток до своей смерти выполняют определенную функцию, элементы трахеи ксилемы умирают, чтобы стать функциональными. В ксилеме только клетки паренхимы избегают запрограммированной гибели клеток и остаются живыми в течение нескольких лет. Основным триггером запрограммированной гибели клеток является массивный приток ионов кальция (CA 2+ ) в вакуоль через каналы плазматической мембраны. Затем смерть проявляется быстро (примерно через несколько минут) в виде внезапного разрушения вакуоли и прекращения потока цитоплазмы.Более того, распад вакуолей высвобождает гидролазы, которые атакуют и разрушают клеточные органеллы и очищают содержимое клетки (Bollhöner et al., 2012). Через пару дней камера, наконец, остается в виде пустого пространства (просвета), окруженного толстой стеной, пронизанной ямами. В клетках ксилемы механизмы запрограммированной регуляции клеточной смерти, по-видимому, неразрывно связаны с механизмами, регулирующими формирование вторичной клеточной стенки. Например, брассиностероиды, которые способствуют образованию вторичной стенки, также инициируют запрограммированную гибель клеток.В своей основополагающей работе Groover and Jones (1999) предложили биологический механизм, связывающий воедино апоптоз клеток ксилемы и формирование вторичной стенки. Этот механизм включает накопление протеазы во внеклеточном матриксе во время отложения материала стенки. Когда активность протеазы достигает критического порога, она запускает приток ионов кальция, который, в свою очередь, запускает процесс апоптоза. Запрограммированная гибель клеток - важный этап дифференцировки клеток ксилемы, позволяющий зрелым клеткам ксилемы выполнять свои специфические функции на деревьях.Стенки клеток (в частности, в трахеидах и волокнах) обеспечивают функцию механической поддержки древесины, в то время как просветы и ямки пустых клеток (в частности, в трахеидах и сосудах) обеспечивают необходимый путь для переноса воды в растение.

Сезонная динамика формирования древесины

Кембиальная активность следует сезонному циклу (Denne and Dodd, 1981). Во внетропических регионах камбий находится в состоянии покоя зимой и активен летом (Delpierre et al., 2015), в то время как в тропических регионах он может отдыхать в сухой сезон и быть активным во время сезона дождей (Breitsprecher and Bethel, 1990). Годовые кольца роста и типичные структуры годичных колец являются результатом этих периодических изменений камбиальной активности (Evert, 2006).

Зимой спящий камбий состоит из нескольких слоев клеток (3–6), представляющих утолщенные первичные клеточные стенки (рис. 1A). Каждую весну, когда продолжительность дня увеличивается и температура повышается, камбий возобновляет активность с делением материнских клеток (Prislan et al., 2013). В течение вегетационного периода активный камбий состоит из множества делящихся клеток (6–18), представляющих собой тонкие тангенциальные клеточные стенки (Рисунок 1B). Через пару дней или недель после начала деления камбиальных клеток в развивающейся ксилеме появляются вновь созданные клетки ксилемы. Увеличивающиеся клетки по-прежнему состоят только из первичных клеточных стенок, но имеют гораздо более широкий радиальный диаметр, чем делящиеся клетки. Появление этих первых увеличивающихся клеток знаменует начало радиального роста ксилемы и образования древесины.Через пару недель после рождения эти первые клетки начинают утолщаться, выстраивая свои вторичные стенки. Поскольку вторичные стенки удерживают большую часть биомассы, появление первых утолщенных ячеек можно рассматривать как эффективное начало связывания углерода в древесине. Наконец, через 1-2 месяца после рождения дифференцирующиеся клетки ксилемы достигли своего окончательного зрелого состояния. Зрелые и полностью функциональные элементы предательства ксилемы состоят из утолщенных вторичных клеточных стенок, окружающих пустые просветы.

В течение вегетационного периода новые клетки ксилемы, возникающие в результате деления камбиальных клеток, располагаются вдоль радиальных файлов и последовательно проходят фазы программы дифференцировки в соответствии с их идентичностью и их местом в «очереди» (то есть радиальном файле). На тканевом уровне последовательность во времени клеток, принадлежащих к разным стадиям дифференцировки, хорошо координируется между всеми радиальными файлами, создавая характерный пространственный паттерн, состоящий из полосообразных зон развития (Figure 1B).После создания эта организация остается достаточно стабильной на протяжении всего вегетационного периода (Ваганов и др., 2006). При отсутствии стресса окружающей среды, активность камбия и скорость радиального роста ксилемы обычно достигают пика во время летнего солнцестояния, когда фотопериод максимален (рис. 2). Этот период обычно знаменует собой переход от ранней древесины к поздней (Cuny et al., 2014).

РИСУНОК 2. Схематическое изображение сезонного цикла камбиальной активности и образования годичных колец у хвойных деревьев умеренного пояса. Черный кружок представляет солнечный календарь; оранжевый / зеленый кружок иллюстрирует сезонную эволюцию камбиальной активности, а синий и красный кружки иллюстрируют сезонную эволюцию формирования древесины (период увеличения и утолщения соответственно). Критические даты образования древесины перечислены в соседней таблице вместе с соответствующими признаками окружающей среды (вопросительные знаки указывают на неопределенные роли или отсутствующие доказательства). Стрелки указывают причинно-следственные связи между фенологическими фазами.В центре два поперечных сечения показывают камбий и ксилему сосны обыкновенной зимой (A) и весной (B) .

В конце вегетационного периода, осенью - или даже раньше, если водные или температурные условия перестают быть благоприятными - камбиальная активность прекращается, за чем вскоре следует увеличение клеток (сигнализирующее об окончании радиального роста стебля). Однако завершение формирования древесины (знаменующее конец секвестрации углерода) происходит только через пару месяцев (Cuny et al., 2015). Действительно, лигнификация - это медленный процесс, ограниченный температурой, поэтому последним клеткам ксилемы требуется до 2 месяцев для завершения созревания клеточной стенки и достижения зрелости (Cuny and Rathgeber, 2016).

Заключение

Камбий и развивающаяся ксилема образуют сложную динамическую систему, которая периодически производит древесину в соответствии с временным циклом. Без четкого знания биологических процессов, происходящих в каждом компоненте этой системы, невозможно понять, как ксилогенез реагирует на условия окружающей среды и как он создает типичные кольцевые структуры дерева, наделяющие древесину определенными функциями.Кроме того, необходимо учитывать взаимодействие между факторами окружающей среды, физиологическим состоянием деревьев и стадией развития формирующейся ксилемы для понимания создания типичных структур годичных колец во время обычных сезонных циклов, а также особых анатомические элементы древесины, сформированные в исключительных условиях (например, в экстремальных климатических условиях).

Авторские взносы

CR написал рукопись и подготовил рисунки с помощью HC и PF.

Финансирование

Эта работа была поддержана грантом, контролируемым Французским национальным исследовательским агентством (ANR) в рамках программы «Investissements d'Avenir» (ANR-11-LABX-0002-01, Lab of Excellence ARBRE), а также швейцарской Национальный научный фонд (проект № 160077, CLIMWOOD). Это исследование также было поддержано программой FPS COST Action STReESS (FP1106).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить A. Andrianantenaina и N. Delpierre за помощь в разработке рисунка 2, а также редактора и двух рецензентов за их точные и конструктивные комментарии, которые помогли повысить точность и ясность рукописи.

Список литературы

Бегум, С., Накаба, С., Ямагиши, Ю., Орибе, Ю., Фунада, Р. (2012). Регулирование камбиальной активности в зависимости от условий окружающей среды: понимание роли температуры в формировании древесины у деревьев. Physiol. Растение. 147, 46–54. DOI: 10.1111 / j.1399-3054.2012.01663.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брейтспречер А. и Бетел Дж. С. (1990). Периодичность роста ствола деревьев в влажном тропическом лесу Коста-Рики. Экология 71, 1156–1164. DOI: 10.2307 / 1937383

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куни, Х. Э., и Ратгебер, К. Б. К. (2016). Ксилогенез: хвойные деревья умеренных лесов во время вегетации слушают сказку о климате, но запоминают только последние слова! Plant Physiol. 171, 306–317. DOI: 10.1104 / стр. 16.00037

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куни, Х. Э., Ратгебер, К. Б. К., Франк, Д. К., Фонти, П. и Фурнье, М. (2014). Кинетика развития трахеид объясняет структуру годичных колец хвойных деревьев. New Phytol. 203, 1231–1241. DOI: 10.1111 / Nph.12871

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куни, Х. Э., Ратгебер, К. Б. К., Франк, Д. К., Фонти, П., Мякинен, Х., Prislan, P., et al. (2015). Производство древесной биомассы в хвойных лесах отстает от увеличения обхвата ствола более чем на месяц. Нат. Растения 1, 15160. doi: 10.1038 / nplants.2015.160

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Delpierre, N., Vitasse, Y., Chuine, I., Guillemot, J., Bazot, S., Rutishauser, T., et al. (2015). Фенология деревьев умеренных и бореальных лесов: от процессов на уровне органов до моделей наземных экосистем. Ann. За. Sci. 73, 5–25. DOI: 10.1007 / s13595-015-0477-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Денн М. П. и Додд Р. С. (1981). Экологический контроль дифференцировки ксилемы. Развитие ксилемных клеток. Танбридж Уэллс: публикации Castle House, 236–255.

Google Scholar

Дональдсон, Л. А. (2001). Лигнификация и топохимия лигнина - ультраструктурный вид. Фитохимия 57, 859–873. DOI: 10.1016 / s0031-9422 (01) 00049-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эверт, Р.Ф. (2006). Анатомия растений Исава , 3-е изд. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 624.

Google Scholar

Грисар, Дж., Ратгебер, К. Б. К., и Фонти, П. (2011). Мониторинг сезонной динамики лесообразования. Dendrochronologia 29, 123–125. DOI: 10.1016 / j.dendro.2011.01.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грумбридж Б. и Дженкинс М. Д. (2002). Всемирный атлас биоразнообразия. Подготовлено Всемирным центром мониторинга окружающей среды ЮНЕП. Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет Press, 360.

Google Scholar

Грувер А. и Джонс А. (1999). Дифференцировка трахеарного элемента использует новый механизм, координирующий запрограммированную гибель клеток и синтез вторичной клеточной стенки. Plant Physiol. 119, 375–384. DOI: 10.1104 / стр.119.2.375

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Козловски Т. Т., Палларди С. Г. (1997). Физиология древесных растений. Кембридж: Academic Press, 411.

Google Scholar

Lachaud, S., Catesson, A.-M., and Bonnemain, J.-L. (1999). Строение и функции сосудистого камбия. C. R. Acad. Sci. 322, 633–650. DOI: 10.1016 / S0764-4469 (99) 80103-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лал, Р. (2008). Секвестрация атмосферного CO2 в глобальные углеродные пулы. Energy Environ. Sci. 1, 86–100. DOI: 10.1039 / b809492f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ларсон, П.Р. (1994). Сосудистый камбий: развитие и структура. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer-Verlag, 725.

Google Scholar

Пан Ю., Бердси Р. А., Фанг Дж., Хоутон Р., Кауппи П. Э., Курц В. А. и др. (2011). Большой и устойчивый сток углерода в лесах мира. Наука 333, 988–993. DOI: 10.1126 / science.1201609

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пломион, К., Лепровост, Г., и Стоукс, А. (2001).Образование древесины на деревьях. Plant Physiol. 127, 1513–1523. DOI: 10.1104 / pp.010816

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прислан П., Жуфар К., Кох Г., Шмитт У. и Грицар Дж. (2013). Обзор клеточных и субклеточных изменений камбия. IAWA J. 34, 391–407. DOI: 10.1163 / 22941932-00000032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стальс, Х., и Инзе, Д. (2001). Когда клетки растения решают делиться. Trends Plant Sci. 6, 359–364. DOI: 10.1016 / S1360-1385 (01) 02016-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ваганов Э. А., Хьюз М. К., Шашкин А. В. (2006). Динамика роста колец хвойных деревьев. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрингер, 354.

Google Scholar

Уилсон, Дж. У. (1970). Растущее дерево. Амхерст, Массачусетс: Издательство Массачусетского университета, 152.

Google Scholar

Чжун, Р., и, Е, З.-Х. (2009). «Вторичные клеточные стенки», в Энциклопедия наук о жизни (ELS) (Чичестер: John Wiley & Sons, Ltd).DOI: 10.1002 / 9780470015902.a0021256

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Циммерманн, М. Х. (1983). Структура ксилемы и подъем сока. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer-Verlag, 143.

Google Scholar

.

О кольцах деревьев | Лаборатория исследования древесных колец

Что такое дендрохронология?

Дендрохронология - это датирование и изучение годовых колец деревьев.
Слово происходит от этих корней:
ology = исследование
хронос = время; более конкретно, события и процессы в прошлом
dendros = с использованием деревьев; точнее годичные кольца деревьев
Дендрохронолог
ученый, который использует годичные кольца, чтобы ответить на вопросы о мире природы и месте человека в его функционировании

О чем нам говорят годичные кольца?

Практические приложения изучения годичных колец многочисленны.Дендрохронология - междисциплинарная наука, и ее теория и методы могут применяться во многих приложениях. См. Примеры в наших разделах дисциплин. Эти научные интересы объединяют следующие цели:

  1. , чтобы поместить настоящее в надлежащий исторический контекст
  2. для лучшего понимания текущих экологических процессов и условий
  3. для улучшения понимания возможных будущих экологических проблем

Почему бы просто не посчитать кольца?

Подсчет колец не гарантирует точную датировку каждого кольца в отдельности.Многочисленные исследования показывают, как подсчет колец приводит к неверным выводам, сделанным из неточных датировок. Дендрохронологи требуют отнесения одного календарного года к одному кольцу. Для точного датирования CROSSDATE образцов древесины используются различные методы.

Метод датирования: кросс-датирование по построению скелетов

SKELETON PLOT - это один из методов скрещивания годичных колец. Мы в LTRR используем этот метод чаще всего. Подводя итог:

  • кросс-датирование (фундаментальная техника дендрохронологии)
  • совпадающие характеристики роста колец на многих образцах из однородной области (области схожих условий окружающей среды)
  • позволяет определить ТОЧНЫЙ год образования для каждого кольца
  • "каркасное построение" - один из методов перекрестного датирования
  • Построение скелета (один метод кросс-датирования)
  • процесс обозначения вариации ширины колец дерева на полосах миллиметровой бумаги («скелетный график»)
  • одинаковых моделей вариации на отдельных участках (представляющих отдельные деревья) сопоставлены между деревьями

Основы формирования кольца

Понимание этих концепций поможет вам преуспеть в упражнениях по построению скелетов и кросс-датированию на этом веб-сайте.Эта страница не пытается охватить детали образования древесины, которые делают возможным появление годичных колец, а скорее предоставляет обзор общих характеристик древесины и аномалий, которые вам нужно будет идентифицировать при кросс-датировании.

Кольцо хвойного дерева
ранняя древесина
кажется светлым
Ячейки
имеют тонкие стенки, большой диаметр
поздняя древесина
кажется темным
Ячейки
имеют толстые стенки, малый диаметр

(вид поперечный или поперечный)

Кольцо покрытосеменных деревьев
ранняя древесина
клетки имеют сосуды большого диаметра
поздняя древесина
клетки: сосуды малого диаметра

(вид поперечный или поперечный)

Изменение ширины кольца

На этом изображении показан образец древесины хвойных пород.Кольца очень разнообразны:

  1. изменение общей ширины кольца:
    светлая и темная полоса
  2. Вариация ширины поздней древесины:
    только темные полосы
  3. изменение плотности поздней древесины:
    темнота темной полосы

Изменения в этих кольцах связаны с изменением условий окружающей среды, когда они были сформированы. Таким образом, изучение этой вариации приводит к лучшему пониманию прошлых условий окружающей среды и является основой для многих исследовательских приложений дендрохронологии.

Ключевым отличием дендрохронологии является то, что все анализируемые кольца деревьев датируются правильным годом их образования. На первый взгляд кажется, что легко датировать годичные кольца деревьев, просто посчитав их, но на самом деле часто бывает сложнее.

Локально отсутствующие кольца
  • В верхней части фото 3 полных кольца.
  • В нижней части фото 4 полных кольца.
  • Клин 4-го кольца «локально отсутствует» в части этого дерева.
  • Этот образец можно датировать, но НЕ простым подсчетом колец.
Ложные браслеты / кольца
  • В этом образце 2 полных кольца; самое правое кольцо имеет фальшивую полосу.
  • Кажется, ложная повязка проходит через канал для смолы.
  • Ложные кольца отличаются от настоящих колец своей ячеистой структурой.
  • Этот образец можно датировать, но НЕ простым подсчетом колец.
.

Почему годичные кольца светлее или темнее?

Новая древесина, образующаяся у дерева весной и летом, имеет светлый цвет. К концу вегетационного периода образующиеся новые клетки меньше и имеют более темные толстые стенки. Древесина более плотная и темная.

Этот годовой узор образует кольца. Они, как правило, шире в влажные, хорошо растущие годы.

Толщина и темнота темной части (а также светлой части) могут варьироваться в зависимости от многих факторов в определенное время года: осадков, солнечного света, температуры, болезней и насекомых, извержений вулканов и пожаров.

Около сердцевины дерева кольца будут более плотными и темными, если молодое дерево вырастет в тени зрелого леса. Почвенные условия, которые могут измениться со временем, также могут повлиять на рост.

«Узоры в кольцах деревьев рассказывают историю», - объясняет Эрин Макмерри, научный сотрудник Лаборатории сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов Колледжа древесных колец Университета Миссури. «Мы думаем о кольцах деревьев как об экологических артефактах. Мы знаем, как датировать кольца и создать хронологию, поэтому мы можем сказать, когда произошел пожар или произошла засуха, и открыть историю, которую дерево хранит в течение многих лет."

Годовые кольца использовались, чтобы понять все, от древних засух до активности ураганов до того, как были сохранены записи.

Макмерри и ее коллега раскрыли давнюю загадку, изучив годичные кольца деревьев.

19 мая 1780 года было темно как ночь в полдень. Некоторые люди в Новой Англии думали, что судный день близок. В рассказах о том дне, который стал известен как «Темный день Новой Англии», упоминаются полуденные обеды при свечах, ночные птицы, выходящие петь, цветы, складывающие свои лепестки , и странное поведение животных.

Ученые объявили 6 июня 2008 года, что данные, полученные с помощью годичных колец деревьев, указывают на то, что вероятной причиной являются массивные лесные пожары, одна из нескольких теорий, предложенных после этого события, но отвергнутых как «простые и абсурдные».

«Возникает огонь, и тепло проходит через кору, убивая живые ткани. Пару лет спустя кора отваливается, обнажая дерево и повреждение дерева. Глядя на кольца, вы видите образование древесного угля. снаружи и образование смолы наверху, которое создает темное пятно », - сказал Ричард Гайетт, директор лаборатории древесных колец в Университете Миссури.

Следите за маленькими загадками жизни в Twitter @llmysteries. Мы также в Facebook и Google+.

.

Как годичные кольца определяют время и историю климата

Большинство из нас в детстве узнали, что возраст дерева можно определить, посчитав количество его колец. Кольца деревьев, растущих в умеренном климате, действительно могут определять их возраст по годичным кольцам, а также помогают определить возраст древесины, из которой строятся здания или деревянные предметы. Возраст деревянных предметов может быть определен путем перекрестного датирования - процесса сопоставления образцов колец между образцами древесины известного и неизвестного возраста.

О чем говорят годичные кольца

Базовые модели широких или узких колец фиксируют годовые колебания роста деревьев.Таким образом, шаблоны часто содержат историю погоды в том месте, где выросло дерево, в дополнение к его возрасту. В засушливых средах, таких как Ближний Восток или Юго-Запад США, годовые кольца деревьев обычно отражают влажные или засушливые годы, а в более прохладных районах (высокие широты или высокие высоты) ширина кольца часто является показателем температуры.

Археологи использовали кольцевые узоры в строительных материалах для оценки дат строительства некоторых из самых известных зданий в мире, в том числе жилищ в скалах в национальном парке Меса-Верде (возраст около 1000 лет) и Церковь Рождества в Вифлееме (около 1500 лет). старый).

Что есть в базе данных NOAA по годичным кольцам?

Национальные центры экологической информации NOAA (NCEI) содержат Международный банк данных колец деревьев (ITRDB), содержащий данные о ширине колец для лесов по всему миру, а также данные о ширине колец для старых зданий и даже для редких скрипок Страдивари. ITRDB содержит данные о ширине колец деревьев в более чем 4600 точках на шести континентах, предоставляя истории роста деревьев со всего мира. Регулярно добавляются новые материалы от ученых-полевых специалистов.

Ученые-климатологи сравнивают записи роста деревьев с местными погодными данными. Для мест, где существует хорошее статистическое соответствие между ростом дерева и температурой или осадками в период перекрытия, ширину кольца можно использовать для оценки прошлой температуры или количества осадков за время жизни дерева.

Во многих частях света деревья могут отражать климатическую историю на сотни лет, а некоторые - на 1000 лет и более. Полученные в результате истории климата расширяют наши знания о естественной изменчивости климата, а также создают основу для оценки антропогенного изменения климата.NCEI архивирует эти реконструкции климата в дополнение к измерениям годичных колец.

Взгляд в прошлое

Данные годичных колец были использованы для реконструкции засухи или температуры в Северной Америке и Европе за последние 2000 лет. Например, реконструкция засухи на основе годичных колец для юго-запада Америки указывает на период продолжительной засухи в конце 1200-х годов. Археологи полагают, что засуха была одной из причин того, что люди предков пуэбло покинули знаменитые скальные жилища в Меса-Верде, чтобы никогда не вернуться.

.

Деревья

© Предоставлено Линн Гюнтер

(примечание: ссылки на печатные издания находятся внизу этой страницы)

Деревья - важная часть нашего мира. Они поставляют древесину для строительства и целлюлозу для изготовления бумаги. Oни обеспечить среду обитания (жилища) для всех видов насекомых, птиц и других животных. Многие виды фруктов и орехов получают с деревьев, в том числе яблоки, апельсины, грецкие орехи, груши и персики. Даже сок деревьев полезен в пищу насекомым и для приготовления кленового сиропа - вкусняшки!

Деревья также помогают поддерживать чистоту воздуха и здоровье экосистем.Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ. Деревья вдыхать углекислый газ и выдыхать кислород. Мы идеальные партнеры!

Деревья делают многое для нас, окружающей среды и других растений и животных в природе, но мы любим деревья не только из практических соображений. Деревья тоже могут быть очень красивыми - достаточно высокими, кажется, что они касаются небо и такое большое вокруг, что их даже не обнять. Тысячи художников, как профессиональных, так и любителей, написали картины с деревьями и О них написаны тысячи стихов, песен и рассказов.Я бы предположил, что почти каждый на земле в какой-то момент их жизнь остановилась, чтобы наслаждаться красотой дерева.

Виды деревьев:

Есть два основных типа деревьев: лиственные и вечнозеленые. Листопадные деревья теряют все листья на часть год. В холодном климате это происходит осенью, поэтому деревья остаются голыми всю зиму. В В жарком и сухом климате лиственные деревья обычно теряют листья в сухой сезон.

Вечнозеленые деревья не теряют все листья на в то же время - у них всегда есть какая-то листва.Они действительно теряют свои листья понемногу, и новые растут, чтобы заменить старые, но Здоровое вечнозеленое дерево никогда не бывает без листьев.

Части дерева:

Корни:

Корни - часть дерева что растет под землей. У деревьев много корней - размер корневой системы обычно такой же большой, как часть дерево над землей. Это необходимо, потому что корни помогите поддержать дерево. Чтобы удержаться, нужно много корней. 100-футовое дерево!

Кроме того, чтобы дерево не при опрокидывании основная задача корней - собирать воду и питательные вещества из почвы и хранить их на время, когда не так много доступно.

Корона:

Корона изготовлена вверх из листьев и ветвей на вершине дерева. В корона оттеняет корни, собирает энергию от солнца (фотосинтез) и позволяет дереву удалять лишнюю воду для держать это прохладно (транспирация - аналогично потоотделению у животных). Короны Деревья бывают разных форм и размеров!

Листьев:

Листья входят в состав крона дерева. Это часть дерева, которая превращает энергию в пищу (сахар).Листья - это пищевые фабрики дерева. Oни содержат особое вещество, называемое хлорофиллом - это хлорофилл, придающий листьям зеленый цвет. Хлорофилл - чрезвычайно важная биомолекула, используемая в фотосинтез - листья используют энергию солнца для преобразования углерода двуокись из атмосферы и вода из почвы в сахар и кислород. Сахар, который является пищей дерева, либо используется или хранится в ветвях, стволе и корнях. В кислород возвращается в атмосферу.

Филиалов:

Филиалы предоставляют опора для эффективного распределения листьев для типа дерево и окружающая среда. Они также служат проводниками для вода и питательные вещества и как хранилище для дополнительного сахара.

Багажник:

Ствол дерева обеспечивает его форму и поддержку, а также поддерживает корону. В ствол переносит воду и питательные вещества из почвы и сахара из листьев.

Частей ствола:

Внутри ствола дерева несколько колец.Каждый год жизни дерева добавлено новое кольцо, так много людей ссылаются им как годовые кольца. Кольца действительно сделаны состоит из разных частей:

Кора:

Внешний слой ствола, веток и прутьев деревьев. Кора служит защитным слоем для более нежных внутри древесины дерева. У деревьев действительно есть внутренняя кора и внешняя кора - внутренний слой коры состоит из живых клетки, а внешний слой состоит из мертвых клеток, вроде как наши ногти.

Научное название внутреннего слоя коры - Флоэма. Основная задача этого внутреннего слоя - нести сок, полный сахара. от листьев к остальной части дерева.

Из коры делают ряд подручных вещей, в том числе из латекса, корица и некоторые виды ядов. Потому что кора - это защитный слой для дерева, защищающий его от насекомых и животных, неудивительно, что сильные вкусы, запахи и токсины часто можно найти в коре разных видов деревья.

Камбий:

Тонкий слой живых клеток внутри кора называется камбием. Это часть дерева, которая создает новые клетки, позволяя дереву расти шире с каждым годом.

Заболонь (ксилема):

Научное название заболони - ксилема. Он состоит из сети живых клеток, которые приносят воду и питательные вещества от корней до ветвей, веточек и листьев. Это самая молодая древесина дерева - с годами внутренняя слои заболони отмирают и становятся сердцевиной.

Сердцевина:

Сердцевина - это мертвая заболонь в центре ствола. Это самая твердая древесина дерева, придающая ему поддержку и прочность. Обычно она более темного цвета, чем заболонь.

Пробка:

Pith - крошечное темное пятно рыхлой жизни клетки прямо в центре ствола дерева. Essential питательные вещества выносятся через сердцевину. Это размещение прямо в центре означает, что он наиболее защищен от повреждений насекомыми, ветром или животными.


Информация о деревьях - страница 1
(цвет) или (Ч / Б)
Информация о деревьях - страница 2
(цвет) или (Ч / Б)
Информация о деревьях - стр. 3
(цвет) или (Ч / Б)

Заполните пропуски:
Части листа дерева
(цвет) или (Ч / Б)

Части листа дерева
(цвет) или (Ч / Б)



Заполните пропуски:
Части Рабочий лист багажника
(цвет) или (Ч / Б)

Детали рабочего листа багажника
(цвет) или (Ч / Б)


Ссылки на материалы для печати и рабочие листы с других веб-сайтов:

Ознакомьтесь с испанской версией этого раздела>
.

Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.