Вчені з лабораторії Сейнсбері Кембриджського університету та Ягеллонського університету (Польща) зробили відкриття під час еволюційного дослідження мікроскопічної структури деревини деяких найбільш поширених дерев і кущів у світі. Вони виявили, що тюльпанові дерева, які є родичами магнолій і можуть виростати понад 30 метрів заввишки, мають унікальний тип деревини. Вони краще вловлюють і утримують вуглець, отже для цього завдання їх потенційно можна буде вирощувати в плантаційних лісах або декоративних садах.
Відкриття стало частиною еволюційного дослідження мікроскопічної структури деревини 33 видів дерев із колекцій Ботанічного саду Кембриджського університету. У дослідженні вивчалася еволюція ультраструктури деревини хвойних (голонасінних, таких як сосни та хвойні) та листяних порід (покритонасінних, включаючи дуб, ясен, березу та евкаліпти).
Використовуючи низькотемпературний сканувальний електронний мікроскоп Лабораторії Сейнсбері, команда вчених виявила нанорозмірну архітектуру вторинних клітинних стінок (деревини) в їх природному гідратованому стані.
Дослідники виявили, що два вцілілих види стародавнього роду ліріодендрон, широко відомі як Тюльпанове дерево (Liriodendron tulipifera) і Китайський тюльпан (Liriodendron chinense), мають набагато більші макрофібрили, ніж їхні листяні родичі.
Макрофібрили листяних порід мають діаметр близько 15 нанометрів, а макрофібрили хвойних порід, що швидше ростуть, мають більші макрофібрили розміром 25 нанометрів. Макрофібрили тюльпанових дерев мають середній розмір – 20 нанометрів.
«Ми показали, що ліріодендрони мають проміжну структуру макрофібрил, яка значно відрізняється від структури м’якої або твердої деревини. Ліріодендрони відокремилися від магнолій приблизно 30-50 мільйонів років тому, що збіглося зі стрімким скороченням атмосферного CO2. Це може допомогти пояснити, чому тюльпанові дерева дуже ефективно вловлюють вуглець», – сказав провідний автор дослідження доктор Ян Личаковський з Ягеллонського університету.
Команда дослідників підозрює, що саме великі макрофібрили в цій «середній деревині» або «деревині-акумуляторі» є причиною швидкого росту тюльпанових дерев.
«Відомо, що обидва види тюльпанових дерев надзвичайно ефективно утримують вуглець, а їхня збільшена структура макрофібрил може бути адаптацією, яка допомагає їм легше захоплювати і зберігати більшу кількість вуглецю в умовах, коли доступність атмосферного вуглецю зменшується. Тюльпанові дерева можуть виявитися корисними для створення плантацій з уловлювання вуглецю», – сказав д-р Ян Личаковський.
«Деякі країни Східної Азії вже використовують плантації ліріодендронів для ефективного уловлювання вуглецю, і ми вважаємо, що це може бути пов’язано з новою структурою їхньої деревини».
Liriodendron tulipifera походить з Північної Америки, а Liriodendron chinense – з центрального та південного Китаю і В’єтнаму.
«Незважаючи на всю важливість, ми мало знаємо про те, як структура деревини еволюціонує та адаптується до зовнішнього середовища. У цьому дослідженні ми зробили кілька ключових нових відкриттів – абсолютно нову форму ультраструктури деревини, яка ніколи раніше не спостерігалася, і сімейство голонасінних з твердою деревиною замість типової для голонасінних м’якої деревини», – сказав д-р Ян Личаковський.
«Основними будівельними блоками деревини є вторинні клітинні стінки, і саме архітектура цих клітинних стінок надає деревині щільності та міцності, на які ми покладаємося при будівництві. Вторинні клітинні стінки також є найбільшим сховищем вуглецю в біосфері, що робить ще більш важливим розуміння їхньої різноманітності для подальшого розвитку наших програм з уловлювання вуглецю, щоб допомогти пом’якшити наслідки зміни клімату».
Джерело: globalwood.org