Берёзу легко узнать даже без листьев: её светлый ствол выделяется в лесу на десятки метров. Белый цвет коры создаёт не краска и не «воздух под берестой», а химическое вещество бетулин, которое в больших количествах накапливается во внешнем слое коры. Но цвет здесь связан не только с внешностью — он влияет на то, сколько солнечной энергии поглощает ствол.
Белизну создаёт бетулин
Берёзовая кора состоит из нескольких слоёв, и особенно много экстрактивных веществ находится во внешней части — бересте. Одним из главных её компонентов является тритерпен бетулин.
Кристаллы бетулина имеют белый цвет и в значительной степени определяют характерную окраску зрелой коры у белоствольных видов берёз.
У молодых ветвей и молодых деревьев кора может быть заметно темнее. По мере формирования наружных слоёв содержание белых компонентов возрастает, и привычный «берёзовый» цвет становится выраженнее.
Белая кора отражает больше солнечного света
Зимой у северных деревьев возникает парадоксальная проблема. Воздух может оставаться сильно холодным, но яркое солнце способно заметно нагреть тёмную сторону ствола.
Если живые ткани под корой частично оттают, а затем после захода солнца быстро снова замёрзнут, возрастает риск повреждений. Такое явление связано с зимними солнечными ожогами и морозобоинами.
Светлая кора поглощает меньше солнечной энергии. Эксперименты с белыми и искусственно затемнёнными стволами показали, что тёмная поверхность зимой нагревается значительно сильнее.
Разница температур может быть большой
В одном из исследований белой берёзы кору специально окрашивали в тёмный цвет. При одинаковой морозной погоде температура камбия под такой поверхностью днём поднималась заметно выше, чем под естественной белой корой.
Это подтверждает физический механизм: чем темнее поверхность, тем больше солнечного излучения она поглощает и превращает в тепло.
Для дерева опасен не сам солнечный день, а сочетание дневного нагрева и последующего быстрого охлаждения. Белая кора помогает сгладить этот перепад.
Но одной защитой от солнца учёные объяснение не ограничивают
Долгое время отражение зимнего солнца считали почти полной разгадкой белой коры. Однако более поздние работы показали, что картина сложнее.
Белая кора встречается не у всех деревьев холодного климата, а молодые ветви тех же берёз часто долго остаются тёмными. Поэтому исследователи предполагают, что светлая окраска могла получить сразу несколько преимуществ.
Среди обсуждаемых гипотез — заметность для животных, которые объедают кору, маскировка в снежной среде и влияние цвета на насекомых. Эти идеи пока рассматриваются как дополнительные, а не как окончательная замена хорошо подтверждённому эффекту отражения света.
Есть гипотеза, что белый ствол ещё и предупреждает травоядных
Береста содержит бетулин и другие вторичные растительные соединения. Некоторые исследования показали, что белая кора берёз хуже поедается рядом млекопитающих, чем более молодая тёмная кора.
Отсюда появилась гипотеза о своеобразном «предупреждающем сигнале»: заметный белый цвет может сообщать животному, что такая кора менее привлекательна по вкусу или химическому составу.
Но это пока именно научная гипотеза, а не установленная единственная причина белого цвета. Эволюционные признаки часто сохраняются потому, что одновременно дают несколько преимуществ.
Чёрные полосы на стволе белизне не противоречат
На берёзе хорошо видны тёмные горизонтальные отметины. Это чечевички — участки коры, через которые внутренние ткани обмениваются газами с окружающим воздухом.
С возрастом нижняя часть ствола у многих берёз тоже становится грубее и темнее: наружная кора утолщается, растрескивается, а характерная белая береста лучше сохраняется выше.
Так привычный белый ствол оказывается сочетанием химии и физики. Бетулин делает наружную кору светлой, высокая отражающая способность уменьшает солнечный нагрев зимой, а возможные дополнительные функции этого цвета учёные продолжают обсуждать.