Как выживают березы при −60°C на полюсе холода: ответ ученых
Береза в Якутии не просто «замерзает» на зиму: ее клетки заранее включают белковую защиту, которая помогает пережить холод ниже −60 °C.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Березы, растущие в Центральной Якутии, способны переживать экстремальные морозы благодаря особой системе клеточной защиты. К такому выводу пришли сотрудники Института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН. Исследование опубликовано в журнале «Физиология растений», том 73, № 4 за 2026 год.
Главными «защитниками» березы оказались дегидрины — высокогидрофильные белки, способные связывать воду и поддерживать клеточные структуры при обезвоживании и замерзании. Их содержание в тканях увеличивается в ответ на холод и другие сильные стрессы.
Исследователи в течение года собирали образцы почек березы повислой (Betula pendula Roth), растущей в лесопарковой зоне Якутска в условиях многолетней мерзлоты. С помощью иммунодетекции ученые обнаружили две группы дегидринов: низкомолекулярные белки массой 15–21 кДа и среднемолекулярные структуры массой 66–69 кДа.
Береза включает «режим выживания» еще до настоящей зимы
Самые заметные сезонные изменения ученые обнаружили у низкомолекулярных дегидринов. Весной, во время сокодвижения и распускания почек, они полностью исчезают. В конце августа — начале сентября, когда сокращается световой день и снижается среднесуточная температура, белки появляются вновь.
К октябрю их количество быстро увеличивается и достигает максимума. В период устойчивых холодов — с ноября по февраль — уровень дегидринов остается стабильно высоким.
При этом даже у деревьев одной популяции набор защитных белков может различаться. У многих берез обнаружили дополнительные изоформы массой 15 и 18 кДа. Однако наиболее стабильным и массовым оказался дегидрин с молекулярной массой 17 кДа.
Ученые также сопоставили содержание белков с количеством воды в почках. Летом ткани содержат примерно 50–60% воды. Осенью, одновременно с накоплением дегидринов, этот показатель постепенно снижается до 35–40% и остается на таком уровне зимой. Весной, когда защитные белки исчезают, содержание воды снова увеличивается.
По сути, дегидрины работают как своеобразные молекулярные «губки»: связывают оставшуюся воду и помогают не допустить повреждения клеток кристаллами льда. Дополнительным фактором морозоустойчивости может быть разнообразие дегидринов: высокий полиморфизм этих белков у отдельных деревьев указывает на значительный потенциал адаптации березы к экстремальному холоду.
От Якутска до будущих морозостойких лесов
Авторы считают, что результаты могут пригодиться для поиска и отбора генотипов березы и других древесных пород, устойчивых к сильным морозам. Это важно для лесовосстановления, северного лесного хозяйства и озеленения городов с суровым климатом. В перспективе сами дегидрины могут представлять интерес для разработки средств, предназначенных для сохранения живых тканей при сверхнизких температурах.
Авторы подчеркивают, что сезонные изменения концентрации дегидринов связаны не только с температурой, но и с сокращением длины светового дня. То есть береза начинает готовиться к зимнему стрессу еще до явного снижения среднесуточных температур.
К экстремальным холодам привыкают не только березы. Недавно стало известно, что в морозы разрешили использовать вертолет Ми-17.
российские ученыеприродаКлиматПоделиться
