Большинство хвойных деревьев сохраняют зелёные иголки даже тогда, когда лиственные растения давно сбросили листья. Это не означает, что мороз на них не действует. Просто хвоя устроена так, чтобы зимой терять как можно меньше воды и переживать холод с минимальными повреждениями клеток.
Зимой главная проблема — не холод, а вода
Когда почва промерзает, корни почти не могут восполнять влагу. При этом иголки продолжают терять воду через поверхность и устьица, особенно в солнечную и ветреную погоду.
Поэтому у хвойных листья стали узкими и относительно толстыми. У такой формы меньше площадь поверхности по отношению к объёму, а значит, меньше возможностей для испарения.
Дополнительную защиту создаёт плотная восковая кутикула. У многих видов устьица расположены глубже поверхности, что тоже снижает потерю воды и помогает переживать периоды, когда жидкая влага в почве почти недоступна.
Иголки работают медленнее, но не выключаются полностью
Зимой обмен веществ у хвойных резко замедляется. Устьица закрываются сильнее, движение воды уменьшается, а фотосинтез идёт намного медленнее, чем летом.
При подходящей температуре и освещении зелёная хвоя всё же может продолжать использовать свет. Это даёт вечнозелёным растениям преимущество весной: им не нужно заново отращивать всю листву прежде, чем начать фотосинтез.
Цена такого преимущества — необходимость защищать старые иголки круглый год. Поэтому их строение заметно более «экономное» по воде, чем у широких летних листьев многих лиственных деревьев.
Клетки тоже готовятся к морозу
С наступлением холодов внутри тканей меняется состав клеточного сока. У ряда хвойных накапливаются растворённые сахара и другие вещества, которые помогают снижать риск повреждения при замерзании.
Кроме того, часть воды перемещается из живых клеток в межклеточное пространство. Это уменьшает вероятность того, что крупные кристаллы льда образуются непосредственно внутри клетки и разрушат её структуры.
Но даже такие приспособления не делают хвойные неуязвимыми. Солнечный зимний день при промёрзшей земле может быть опасен: иголки нагреваются и теряют воду, а корни ещё не способны быстро восполнить её запас. Поэтому весной на хвойных иногда появляются побуревшие участки после зимнего иссушения.
Иголка — это не просто уменьшенный лист. Это специализированная конструкция для жизни в условиях, где вода зимой физически есть вокруг дерева, но значительная её часть заперта в виде льда.