Млечный путь сияет над сосной с видом на побережье Крыма Деревья являются столпами нашей цивилизации, но мы редко обращаем внимание на то, насколько странными и удивительными могут быть эти древние электростанции. Трудно переоценить важность деревьев. Их появление более 300 миллионов лет назад стало поворотным моментом для Земли, помогающей превратить ее поверхность в шумную утопию для наземных животных. Деревья кормили, размещали и иным образом взращивали бесчисленные существа с течением времени — включая наших собственных древних предков. Земля насчитывает более 60000 известных видов деревьев

Плоды джаботикабы — плоды которые растут прямо на стволе До недавнего времени не проводилась тщательная глобальная перепись видов деревьев. Но в апреле 2017 года был представлен обзор всех известных пород деревьев по научному названию и распределению на уровне страны, а также описана онлайн-база данных — GlobalTreeSearch, которая предоставляет доступ к этой информации. Ученые, участвовавшие в этом всестороннем анализе, собрали данные из музеев, ботанических садов, сельскохозяйственных центров и других источников и пришли к выводу, что в настоящее время науке известно 60 065 видов деревьев. Они варьируются от Abarema abbottii, связанного известняком дерева, найденного только в Доминиканской Республике, до Zygophyllum kaschgaricum, редкого и плохо изученного дерева, произрастающего в Китае и Кыргызстане. Более половины всех видов деревьев существуют только в одной стране Кровавое

Драконово дерево является уязвимым видом, эндемичным для архипелага Сокотра в Йемене Помимо количественной оценки биоразнообразия деревьев, перепись 2017 года также показала, где и как живут эти 60 065 различных видов. Исследователи выяснили, что почти 58% всех видов деревьев являются эндемиками одной страны, то есть каждый из них естественным образом встречается только в пределах одной нации. Географически Бразилия, Колумбия и Индонезия являются странами с наибольшим количеством видов деревьев. Страны с наибольшим количеством эндемичных по стране видов деревьев отражают более широкие тенденции разнообразия растений (Бразилия, Австралия, Китай) или острова, где изоляция привела к видообразованию (Мадагаскар, Папуа-Новая Гвинея, Индонезия). Деревья не существовали в течение первых 90 процентов истории Земли

Земле 4,5 миллиарда лет, и растения, возможно, заселили Землю только 470 миллионов лет назад, скорее всего, мхи и печеночники без глубоких корней. Сосудистые растения появились примерно 420 миллионов лет назад, но даже в течение десятков миллионов лет после этого ни одно растение не выросло более чем на 1 метр над землей. До деревьев Земля была домом для грибов, которые были высотой до 8,8 метра

Визуализация прототакситов, как это могло выглядеть в начале девонского периода, примерно 400 миллионов лет назад Приблизительно с 420 миллионов до 370 миллионов лет назад, жили Прототакситы (Prototaxites) — род ископаемых живых организмов конусовидной формы высотой до 8,8 метра и до 1,37 метра в диаметре, обитали на суше в силурийский и девонский периоды. Ученые долго обсуждали, были ли это какие-то странные древние деревья, но исследование 2007 года пришло к выводу, что это грибы, а не растения. Первое известное дерево на Земле было безлистным, похожим на папоротник растением из Нью-Йорка

Международная исследовательская группа обнаружила свидетельства появления Ваттиеза (Wattieza) — самых ранних на Земле лесных деревьев, возраст которых составляет 385 миллионов лет За последние 300 миллионов лет несколько видов растений развили форму дерева или «древовидность». Это сложный шаг в эволюции растений, требующий таких инноваций, как прочные стволы, чтобы оставаться в вертикальном положении, и сильные сосудистые системы для накачки воды и питательных веществ из почвы. Однако дополнительный солнечный свет того стоит, побуждая деревья многократно эволюционировать, явление, называемое конвергентной эволюцией. Самое раннее известное дерево — Ваттиеза (Wattieza), идентифицированное из окаменелостей 385 миллионов лет, найденных в нынешнем Нью-Йорке. Часть семейства доисторических растений, считавшихся предками папоротников, имела высоту 8 метров и образовала первые известные леса. Ученые думали, что это дерево эпохи динозавров вымерло 150 миллионов лет назад, но потом его обнаружили диким в Австралии

Воллемия (род хвойных деревьев) все еще существует в нескольких тропических лесах, но они находятся под угрозой исчезновения В юрский период на суперконтиненте Гондвана обитал род вечнозеленых деревьев, которые теперь называются Воллемия (Wollemia). Эти древние деревья были давно известны только из летописи окаменелостей, и считалось, что они вымерли в течение 150 миллионов лет — до 1994 года, когда несколько выживших одного вида деревьев были найдены в австралийском национальном парке Вуллеми (Wollemi). Этот вид, Wollemia nobilis, часто описывается как живое ископаемое. Осталось только около 80 зрелых деревьев, плюс около 300 саженцев, и этот вид занесен в красный список Международным союзом охраны природы. В то время как Wollemia nobilis является последним в своем роде, существуют и другие деревья среднего мезозоя. Гинкго Билоба (Ginkgo Biloba), также известное как дерево гинкго, насчитывает около 270 миллионов лет и называется «самым древним живым деревом». Некоторые деревья выделяют химические вещества, которые привлекают врагов своих врагов

Птицы эффективно борются с вредителями многих деревьев Деревья могут выглядеть пассивными и беспомощными, но они более сообразительны, чем кажутся. Например, они могут не только производить химикаты для борьбы с насекомыми, но некоторые также посылают друг другу воздушные химические сигналы, очевидно предупреждая близлежащие деревья, чтобы подготовиться к нападению насекомых. Исследования показали, что широкий спектр деревьев и растений становится более устойчивым к насекомым после получения этих сигналов. Воздушные сигналы деревьев могут даже передавать информацию за пределы царства растений. Некоторые из них, как было показано, привлекают хищников и паразитов, которые убивают насекомых, по сути, позволяя дереву, находящемуся в боевых условиях, требовать поддержки. Исследования в основном были сосредоточены на химических веществах, которые привлекают других членистоногих, но, как показало исследование 2013 года, яблони, подвергающиеся нападению гусениц, выделяют химические вещества, которые привлекают птиц, питающихся гусеницами. Деревья в лесу могут «разговаривать» и делиться питательными веществами через подземный интернет, созданный почвенными грибами

Деревья в Национальном парке Редвуд поднимаются к ночному небу на озере Тахо, штат Калифорния Как и большинство растений, деревья имеют симбиотические отношения с микоризными грибами, которые живут на их корнях. Грибы помогают деревьям поглощать больше воды и питательных веществ из почвы, а деревья делятся сахарами от фотосинтеза. Но, как показывает растущая область исследований, эта микоризная сеть также работает в гораздо большем масштабе — что-то вроде подземного интернета, который соединяет целые леса. Грибы связывают каждое дерево с другими поблизости, образуя огромную лесную платформу для общения и совместного использования ресурсов. Как выяснила эколог Сюзанна Симард из Университета Британской Колумбии, эти сети включают более старые, более крупные деревья-концентраторы (или «материнские деревья»), которые могут быть связаны с сотнями более молодых деревьев вокруг них. «Мы обнаружили, что материнские деревья посылают свой избыточный углерод через сеть микоризы в саженцы подлеска, — объяснила Симард в TED Talk 2016 года, — и мы связали это с увеличением выживаемости саженцев в четыре раза». Большинство корней деревьев остаются в верхних 45 сантиметрах почвы, но они также могут расти над землей или нырять на глубину нескольких десятков метров

У многих мангровых деревьев есть ходульные корни, чтобы помочь с дыханием и оказывают дополнительную поддержку У большинства деревьев нет стержневого корня, и большинство корней деревьев лежат в верхних 45 сантиметрах почвы, где условия выращивания, как правило, являются лучшими. Более половины корней дерева обычно растут в верхних 15 см почвы, но этот недостаток глубины компенсируется боковым ростом: например, длина корневой системы зрелого дуба может составлять сотни миль. Некоторые виды более склонны выращивать стержневой корень — в том числе гикори, дуб, сосна и орех — особенно на песчаных, хорошо дренированных почвах. Известно, что деревья в идеальных условиях спускаются на глубину более 6 метров, а дикий инжир в Эхо пещере Южной Африки, как сообщается, достиг рекордной глубины корня 121 метр. Большой дуб может потреблять около 378 литров воды в день, а гигантская секвойя пьет до 1892 литров в день

Дуб ангелов (Angel Oak Tree), примерно 400-летний живой дуб на острове Джонс, Южная Каролина, производит впечатляющие 1600 квадратных метров тени под своими культовыми изогнутыми ветвями Многие зрелые деревья требуют огромного количества воды, что может быть вредно для пораженных засухой садов, но часто полезно для людей в целом. Жаждущие деревья могут ограничить наводнения от сильных дождей, особенно в низменных областях, таких как речные равнины. Помогая земле поглощать больше воды и удерживая почву вместе со своими корнями, деревья могут снизить риск эрозии и повреждения имущества в результате паводков. Например, один зрелый дуб способен транспортировать более 150 000 литров воды в год — это означает, что именно столько воды пройдет от его корней к его листьям, которые выпускают ее в виде пара обратно в воздух. Скорость транспирации изменяется в течение года, но в среднем 412 литров в день. Большие деревья перемещают еще больше воды: гигантская секвойя, ствол которой 91 метр высотой, может транспортировать 1892 литра в день. А поскольку деревья выделяют водяной пар, большие леса также способствуют дождю. В качестве бонуса, деревья умеют впитывать загрязнения из почвы. Один сахарный клен может удалять из почвы 60 миллиграммов кадмия, 140 мг хрома и 5200 мг свинца в год. Деревья помогают нам дышать — и не только производя кислород

Тропический лес Амазонки охватывает около 40 процентов территории Южной Америки и содержит 16 000 видов деревьев Около половины всего кислорода в воздухе поступает из фитопланктона, но деревья также являются основным источником. Тем не менее, их отношение к потреблению кислорода человеком немного туманно. Различные источники предполагают, что зрелое лиственное дерево производит достаточное количество кислорода для двух-десяти человек в год, но другие имеют значительно более низкие оценки. Тем не менее, даже без кислорода деревья явно предлагают множество других преимуществ — от еды, лекарств и сырья до тени, борьбы с ветрами и наводнениями. И, как сообщил в 2016 году Мэтт Хикман из MNN, городские деревья являются «одним из наиболее экономически эффективных методов ограничения уровня загрязнения воздуха в городах и борьбы с эффектом городского теплового острова». Это большое дело, так как более 3 миллионов человек ежегодно умирают во всем мире от болезней, связанных с загрязнением воздуха. Есть также еще один примечательный способ, которым деревья могут косвенно спасать жизни, дыша. Они поглощают углекислый газ, естественную часть атмосферы, которая сейчас находится на опасно высоком уровне из-за сжигания ископаемого топлива. Добавление одного дерева к открытому пространству может увеличить биоразнообразие птиц с почти нулевого вида до 80

Деревья дают пищу, жилье и другие преимущества широкому кругу птиц, как это семейство черноподобных синих мухоловок, гнездящихся на развилке между двумя ветвями Деревья создают жизненно важную среду обитания для разнообразных диких животных, от вездесущих городских белок и певчих птиц до менее очевидных животных, таких как летучие мыши, пчелы, совы, дятлы и светлячки. Некоторые из этих гостей предлагают людям прямые льготы — например, путем опыления наших растений или употребления в пищу вредителей, таких как комары и мыши — в то время как другие приносят более тонкие преимущества, просто добавляя местное биоразнообразие. Деревья могут снизить стресс, повысить ценность имущества и бороться с преступностью

Городские деревья, подобные этим в токийском Синдзюку-гёэн, предлагают больше, чем просто атмосферу Это человеческая природа любить деревья. Просто глядя на них, мы можем чувствовать себя счастливее, менее напряженными и более креативными. Это может быть отчасти связано с биофилией или нашей врожденной привязанностью к природе, но есть и другие действующие силы. Например, когда люди подвергаются воздействию химических веществ, выделяемых деревьями, известными как фитонциды, исследования показывают такие результаты, как снижение артериального давления, снижение тревоги, повышение порога боли и даже усиление экспрессии противораковых белков. Учитывая это, не удивительно, что деревья, поднимают оценку недвижимости. По данным Лесной службы США, озеленение здоровыми, зрелыми деревьями добавляет в среднем 10% к стоимости объекта. Исследования также показывают, что городские деревья коррелируют с более низким уровнем преступности, включая граффити, мусор и вандализм. Это дерево живет с тех пор, как еще существовали шерстистые мамонты

Сосна Мафусаил, живет в этом месте в течение 4848 лет Одна из самых интересных вещей о деревьях — это то, как долго некоторые могут жить. Известно, что клональные колонии существуют десятки тысяч лет — Пандо — колония тополя осинообразного, расположенная в штате Юта, США, насчитывает 80 000 лет, но многие отдельные деревья также стоят на своих местах веками или тысячелетиями. Сосны Северной Америки особенно долговечны, и одна из них Мафусаил в Калифорнии, которой 4848 лет (на фото выше), считалась самым старым отдельно стоящим деревом планеты до 2013 года, когда исследователи объявили, что нашли еще одну щетинистую сосну, которая появилась 5062 года назад. (Для сравнения, последние шерстистые мамонты умерли около 4000 лет назад.) Даже когда дерево, наконец, умирает, оно по-прежнему играет ключевую роль в экосистеме. Мертвая древесина имеет огромное значение для леса, создавая медленный, устойчивый источник азота, а также микробитаты для всех видов животных. Целых 40% лесной дикой природы зависит от мертвых деревьев, от грибов, лишайников и мхов до насекомых, земноводных и птиц. Большой дуб может сбросить 10 000 желудей за один год Орехи дубов пользуются огромной популярностью у диких животных. Желуди являются основным источником пищи для более чем 100 видов позвоночных, и все это внимание означает, что большинство желудей никогда не прорастают. Но у дубов есть циклы роста и спада, возможно, как приспособление, чтобы помочь им обмануть поедающих желуди животных. Во время желудевого бума, с одного большого дуба может упасть до 10 000 орехов. И хотя большинство из них может оказаться пищей для птиц и млекопитающих, очень часто счастливый желудь начинает путешествие, которое унесет его на десятки метров в небо и на столетие в будущее. Чтобы понять, на что это похоже, вот замедленное видео о том, как желудь становится молодым деревом: