Более короткие, чем обычно, стебли пшеницы, иссохшие на корню маис и подсолнухи, лесные деревья, земля под которыми уже усеяна желтыми листьями. Эти примеры наглядно показывают, что растения так же, как люди, пострадали от летней жары и засухи и испытали "водный стресс". Ибо вода необходима для жизни растений и их взаимодействия с окружающей средой. Драгоценная влага питает восходящий сок (ксилему), который транспортирует находящиеся в почве минеральные соли от корней до листьев, а нисходящий сок (флоэма) доставляет продукты фотосинтеза, происходящего в листьях, в растущие органы (почки, молодые листья, цветы).

Растение сохраняет в своих тканях лишь небольшую часть поглощаемой воды. 98% воды, содержащейся в ксилеме и поступающей в листья, испаряются через устьица - микроскопические поры (диаметр которых колеблется от 5 до 30 микрон), расположенные на поверхности листьев. Считается, что лес площадью в 1 га выбрасывает в атмосферу от 3 до 4 тысяч тонн воды в год. Эти же устьица позволяют листьям поглощать углекислый газ, присутствующий в атмосфере. Затем фотосинтез превращает этот газ в глюциды, необходимые для роста растения.

"Нормальная потеря влаги, связанная с испарением, колеблется у разных видов от 0,01 до 1 л воды на квадратный метр за час", - писала профессор Ботанического института Университета Фридриха-Вильгельма (Бонн) Доротея Бартельс в специальном номере журнала "За науку", озаглавленном "От семени к растению" (январь 2000 года). Водный стресс наступает, когда количество испаряемой воды превышает количество воды, впитываемой растением.

Чтобы избежать этого критического состояния, растения в ходе эволюции "разработали" различные стратегии экономии воды. "Корни способны реагировать на высыхание почвы. В этом случае они вырабатывают стрессовый гормон - абсцизовую кислоту, которая транспортируется в листья и закрывает устьица. Это снижает потерю воды", - поясняет Тьерри Симонно, специалист по экофизиологии растений из Национального института агрономических исследований в Монпелье (Франция).

Растения могут также бороться с засухой, уменьшая испаряющую поверхность листьев. Некоторые из них (например, маис) "закрывают" с этой целью свои листья. Подсолнечник позволяет своим листьям высыхать, чтобы уменьшить тем самым эффект от воздействия прямых солнечных лучей. Дуб, в свою очередь, покрывает свои листья подобием воска, который отражает солнечные лучи и сохраняет в листьях влагу. Оборотной стороной всех этих усилий является то, что углекислый газ перестает поступать в растения и в результате его рост существенно замедляется.

В теплых регионах растения выработали другую стратегию, при которой жизненные процессы активизируются в ночное время. Их устьица открываются ночью, чтобы улавливать углекислый газ и обеспечивать испарение воды. Некоторые растения способны возвращаться к жизни после полного высыхания.

Чувствительные к нехватке воды, растения не могут переносить и значительное повышение температуры. "Когда вода есть, температура более или менее регулируется испарением", - говорит Тьерри Симонно. Но когда нехватка воды дополняется жарой, "это двойная катастрофа", абсолютный стресс, который растение не всегда может выдержать.

Деревья располагают механизмами самозащиты. Ксилема у них особенно хорошо развита и образует древесину, которая включает в себя сокопроводящие элементы и волокна, поддерживающие растение. Листьевая транспирация, происходящая через устьица, которые раскрываются под воздействием солнечной энергии, буквально "вытягивает" сок с помощью сложного механизма на высоту 110 и даже 120 метров.

Как уже говорилось, главным орудием защиты деревьев от засухи служат устьица листьев. "Получив химический сигнал, синтезированный корнями и поступивший в ствол, листья "узнают" о количестве воды в почве и реагируют на ситуацию в зависимости от этой информации", - поясняет Сильвен Дельзон, специалист по экофизиологии растений из Бордо.

Когда в почве достаточно воды, "транспирация позволяет регулировать температуру листьев и обеспечивает водоснабжение", - добавляет ученый. В периоды засухи и сильной жары дерево закрывает устьица утром и вообще не "дышит", что останавливает поглощение углекислого газа и процесс фотосинтеза. Лес больше не растет. Во время летней жары "деревья довольствуются тем, что выживают", - подчеркивает Сильвен Дельзон. Листопад или опадание хвои влечет за собой уменьшение транспирации дерева, что позволяет ему выжить. Если снова проходит дождь, почва опять становится влажной и транспирация возобновляется. Но если засуха продолжается, некоторые ветки и даже целые деревья погибают.