Что такое древесина?⁠⁠

Хоть я и режу по дереву, да и в прошлом плотно работал с ним, вопрос "что такое древесина?" родился внезапно и захватил мое создание. Поэтому

Впрочем, скоро вернулся обратно, столько незнакомых слов, аж голова заболела

Основные строительные материалы

1. Углекислый газ – из него дерево бадяжит сырье для сахаров. Это БАЗА, ведь дерево на ~90% состоит из воздуха... да не наркоман я! Реально из воздуха, точнее из поглощаемого углекислого газа, а не из питательных веществ из почвы.

2. Вода – Химическая основа, без нее колдунство не получится.

3. Солнце – с помощью цыганской магии фотосинтеза превращает воду и углекислый газ в глюкозу (CO₂ + H₂O + свет → C₆H₁₂O₆ (глюкоза) + O₂), ну и так, кислорода по мелочи насыпает.

Как растет то?

Есть под корой настоящий гагачад, на районе его знают как «камбий». Весь сезон, от весны до осени он вкалывает с рассвета до заката, как рабочий на хлопковой плантации и выдает два вида продукции:

• Внутрь ствола — древесина (ксилема)

• Наружу — кора (флоэма)

От работы кони дохнут, а камбий только устает! Поэтому по весне растет быстро, делая крупные и светлые клетки — то есть раннюю древесину, а летом — плотные и более тёмные клетки — то есть позднюю древесину. Именно поэтому, темные слои как правило заметно тверже и плотнее.

Как живой, но не живой

То что настроила ксилема за последние годы называют Заболонь. Это еще функционирующая как ты после 30 часть древесины, обычно более светлая, мягкая,  влажная. По ней идёт транспортировка основной массы воды и хранится запас жирка в перехимных клетках.

По мере роста дерева, внутренние слои заболони перестают проводить воду и буквально дохнут (даже здоровое дерево состоит из дохлых клеток на вплоть до ~98%). Ядро древесины это «скелет», в нем нет жизни как таковой. Чтобы внутрь не попала всякая борода, вроде грибков, паразитов или гнили, дерево проворачивает фокусы с самобальзамированием, постепенно насыщая старые клетки заболони дубильными компонентами, смолами, фенолами, пигментами и эфирными маслами. Именно они придают ядру цвет, повышенную прочность и делают древесину стойкой к грибкам, насекомым, гниению.

Ксилема животворящая

В общепринятом смысле, древесина и есть эта самая ксилема. Но этот тип не так прост, ведь образует аж несколько типов клеток!

1. Древесные волокна –  Они формируют каркас жесткости для пацанов ниже

2. Трахеиды – Характерный прикол свойственный хвойным породам. Длинные, тонкие клетки (до нескольких мм), гоняет воду через поры.

3. Сосуды –  Характерный прикол лиственных пород. Настоящие цилиндрические трубы диаметром до 0,5мм переносят воду намного быстрее трахеид (Например, вездесущие городские тополя могут сосать до 1 куба воды в сутки, при этом испаряя до 97% воды через листья, что остужает окружение на 2-3 градуса)

4. Древесная паренхима –  что-то вроде страховочной системы. Запаска жирка на чрезвычайный случай, система регуляции движения воды и реакции на раны в одном флаконе.

5. Сердцевинные лучи – это в принципе те же перехимные клетки, только не вдоль, а поперек, или вглубь, тут как посмотреть. Функция у них та же, хранить жирок про запас, доставить ремонтную бригаду до любой точки дерева при необходимости. Особенно заметные на дубе

Цыганская магия биосинтеза

Дерево с помощью фотосинтеза превращает энергию света в энергию химических связей, а так как продукт этой реакции сахара, то можно сделать вывод что… деревья сладкоежки? 🤔

Хотя не совсем, глюкоза не цель, глюкоза путь. Ведь из глюкозы бадяжить можно много чего, но нас интересуют преимущественно эти чуваки:

• Целлюлоза — ~35–50% главный структурный полимер, образующие микрофибриллы (длинные прочные нити)

• Гемицеллюлозы — ~15–30% Гемицеллюлозы «прилипают» к поверхности целлюлозных микрофибрилл. Их задача связывать микрофибриллы между собой, создавая расстояние между ними, предотвращая слипание. Благодаря этому стенка клетки остаётся одновременно прочной и гибкой.

• Лигнин — ~15–35% это сложный ароматический полимер, который заполняет пространство между целлюлозными микрофибриллами и гемицеллюлозами в клеточной стенке.

• Экстрактивы — ~0–10%. Своеобразная бальзамическая жидкость. Естественные консерванты, пигменты, смолы и защитные вещества», которые делают древесину устойчивой, долговечной и пахучей. Цвет древесины в основном определяют именно экстрактивы в виде флованоидов, терпенов, фенолов и пр. Если удалить экстрактивы растворителями — древесина сильно бледнеет.

Погружаемся на уровень строения клетки

Итак, как растет дерево на клеточном уровне:

1. Клетка ксилемы ловит радиопередачу:

• От камбия

• От гормонов (ауксин, цитокинин, гиббереллин)

• От механических напряжений (ветер, наклон ствола)

• От локальных трансляционных факторов в ядре (генные программы)
  На основе этого ксилема создавая клетку определяет её тип сразу после деления — по гормонам + генетической «программе» в ядре.

2. При создании клеток ксилема рожает еще и «срединную пластинку». Это не часть клетки, что-то типо клея, чтобы все это не развалилось как буханка от ржавчины сразу после покупки.

3. Клетку расколбашивает под воздействием внутреннего давления до заданной в генах длинны. После чего новые слои откладываются изнутри первичной стенки, то есть стенка растёт в толщину внутрь, уменьшая внутренний просвет клетки (лумен).

4. Вторичная оболочка состоит сразу из трех слоёв S1, S2, S3. Это главный массивный слой, который и делает древесину прочной:

• S1 — внешний слой – Создает кокон из микрофибрилл, которые расположены под большим углом к оси клетки (почти кольцево) для того, чтобы создать начальную прочность и жёсткость стенки.

• S2 — основной слой – Микрофибриллы располагаются почти вдоль длины клетки. Толщина и угол расположения микрофибрилл напрямую влияет на свойства древесины - прочность, жесткость, усадка и пр.

• S3 — внутренний слой – регулирует влажностные свойства, защищает просвет клетки.

5. Лигнификация — После того как все слои сформированы: В стенки начинает откладываться лигнин — ароматический полимер, механически очень жёсткий. Можно сказать, что он цементирует микрофибриллы убивая клетки, превращая ткани из живых в древесину как материал. Делает стойкой к грибкам, насекомым, гниению, влаге.

Расчехлил самую большую панамку, ведь дендрологи мне неизбежно напихают полную жопу огурцов в неё