Растения также могут страдать от воздушной эмболии

Феномен газовой эмболии (присутствие газа в системе крови), как и у людей, также происходит у растений с соком! Случается, что пузырьки воздуха пересекают свои поры и таким образом блокируют движение сока. В отличие от нас, патологический процесс эмболия, который обусловлен присутствием и циркуляцией в крови или лимфе частиц воздуха, вызывает окклюзию (закупорку) сосуда с последующим нарушением местного кровоснабжения, это явление у растений варьирует по серьёзности в зависимости от вида, но может убить дерево.

Могу заверить вас, что пережить эмболию это намного хуже, чем любая боль. Она настолько сильна и неустранима…
Мы можем стоять, тереть, пальпировать, принимать меры в виде массажа, принимать наркотики, прикладывать лёд или другое, и это одинаково для всех местных болей… Но эмболия, она повсюду, угнетающая боль, дыхание очень учащено. Воздушная эмболия провоцирует беспокойство, панику, органы начинают набухать.
Воздушная эмболия является лишь одной из форм различных эмболий.

Газовые эмболии в жидкостях организма

Удивительно узнать, что тоже самое происходит с деревьями. Очень часто деревья погибают из-за ударов или ран на коре (гвозди, проволока, удушающая растение и другие мелкие травмы, например гравировка на стволе х + у = любовь), когда сырой сок уже не может подняться и превратиться в сложный сок, это конец.
За исключением того, что сырой сок проходит через сосуды ксилемы, которые расположены внутри ствола. Эти сосуды расположены близко к коре.

Кора содержит «фелоген + фелодерма + субер».
Деревья с тонкой корой (платан, бук, кипарис…) гораздо более чувствительны к троатизму. Гвоздь без проблем касается их либер сосудов.
В зависимости от размера и роста, бывает что дерево не может восстановиться. И да… дерево не лечит свои раны, оно их покрывает.
Пузырь воздуха может остановиться где угодно. И это будет наносить локальный ущерб, блокируя сокодвижение (кровообращение растений), вызывая омертвение тканей.

Впрочем, мелкие травмы не представляют реальной опасности для дерева, когда это касается ветвей и ствола — в большинстве случаев деревья справляются с такими травмами. Гораздо хуже удушье корней.

Кавитация и эмболия в сосудистых растениях

Кавитация (Cavus, пустота) — это явление, когда жидкости движущиеся в полости, заполняются газом или паром. Кавитация происходит в ксилеме сосудистых растений, когда натяжение воды внутри ксилемы становится настолько высоким, что растворённый в ней воздух расширяется, заполняя сосуды или трахеиды. Блокирование ксилемного сосуда воздушным пузырём  называется эмболией (Embolus, stopper),  происходит эмболизация сосуда. В научной литературе кавитация и эмболия  часто рассматриваются как одно и то же.

Восхождение сока в сосудистых растениях происходит через ксилему. Зрелые сосуды, которые мертвы и состоят только из толстых клеточных стенок, компактно упакованы и образуют каналы для движения воды вверх через них.

Сосуды располагаются один над другим с перфорированными концевыми пластинами (или стенками) и боковыми стенками с ямками, образующими идеальные каналы для непрерывности водяного столба внутри них. В голосеменных, где обычно отсутствуют сосуды, трахеиды образуют водоводы. Хотя трахеиды не размещены вплотную, но они связаны между собой из-за наличия большого количества ограниченных ям на их стенках для непрерывности водяного столба.

Если эмболия происходят только в нескольких ксилемных сосудах, восходящее движение воды может продолжаться непрерывно через смежные неэмболизированные ксилемные сосуды, минуя неэмболизированные.

Широко распространённая кавитация или эмболия в ксилеме (как при сильном дефиците воды) снижает способность растения переносить воду из почвы в листья. Это снижение гидравлической проводимости ксилемы ухудшает скорость фиксации углерода, вызывая закрытие устьиц, чтобы предотвратить дальнейшее высыхание тканей листа.

У некоторых деревьях отчётливо слышен звук кавитации, особенно летом, когда скорость суммарного испарения самая высокая. Листопадные деревья сбрасывают листья осенью отчасти потому, что кавитация увеличивается при понижении температуры. Воздушный пузырь может расширяться в ксилемных сосудах через перфорационные пластины, но в конечном итоге будет остановлен неперфорированной торцевой стенкой. Как в ксилемных сосудах, так и в трахеидах поверхностное натяжение препятствует сжатию воздушных пузырьков через мелкие ямки и капиллярные поры в боковых стенках.

Механизмы формирования эмболии:

1) Эмболия может быть вызвана водным стрессом.  При сильном дефиците воды натяжение воды в ксилеме становится настолько высоким, что растворённый в ней воздух расширяется, наполняя сосуд или элементы трахеи, и возникает кавитация. Длина канала, образованного ксилемными сосудами или трахеидами, диаметр канала и размер углублений или ограниченных углублений играют важную роль в кавитации и эмболии. Существуют значительные доказательства того, что вызванная водным стрессом эмболия происходит путем высева воздуха в порах в межсосудистых или межтрахеидных ямных мембранах.

2) Формирование эмболии в зимний период во время заморозков. Образование эмболии наблюдалось у многих растений при зимнем замерзании, таких как сахарный клён (Acer saccharum) и виноградная лоза (Vitis spp.). Несколько исследований показали, что, когда ксилема замерзает, находясь под натяжением, после таяния (льда) развивается обширная эмболия:  пузырьки воздуха, вытесняемые из раствора во время замерзания, расширяются и образуют кавитацию. Эмболия может также сформироваться в замороженных сосудах сублимацией.

3) Вызванная патогенами эмболия. Известно, что сосудистые заболевания, вызываемые патогенами, вызывают у растения водный стресс, снижают гидравлическую проводимость ксилемы и формируют эмболию.

Растения применяют различные стратегии, чтобы избежать долгосрочного повреждения, вызванного эмболией:

1. Эффективный метод восстановления эмболии у травянистых растений происходит ночью, когда транспирация низкая или отсутствует, а корневое давление высокое. В такой ситуации корневое давление создаёт положительное ксилемное давление, которое снижает напряжение в ксилемной воде и позволяет воздуху повторно растворяться в растворе ксилемы. Но, как эмболия может быть обращена вспять на высоких деревьях, не совсем ясно. Тем не менее, положительное давление ксилемы наблюдается весной на деревьях  и древесных лозах. Известно, что эти растения восстанавливаются после вызванных замерзанием эмболий весной.

2. Другим эффективным механизмом восстановления гидравлической проводимости в ксилеме после кавитации является создание новых ксилемных каналов в тех растениях, которые обладают способностью к вторичному росту. Новые ксилемные сосуды и трахеиды, производимые каждую весну на таких растениях (кустарники и деревья), заменяют старые кавитированные и нефункциональные ксилемные каналы, которые могут удовлетворять потребности этих растений в гидравлической проводимости.

Надеемся, что эта статья будет полезна садоводам и ландшафтным дизайнерам.