Наскільки високими можуть бути дерева
Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.
Сягаючи висоти понад 100 метрів, каліфорнійські секвої здіймаються над усіма іншими шістдесятьма тисячами видів дерев.
Зростаючи в імлистих горах Сьєрра-Невада, їхні масивні стовбури є основою найвищих відомих дерев у світі.
Але навіть для цих велетнів, здається, існує своя межа.
Жодна секвоя в історії не змогла вирости вище 130 метрів.
Багато дослідників вважають, що секвої не можуть подолати цей ліміт.
Навіть, якщо живуть тисячі років.
Отже, що ж саме заважає цим деревам досягати більшої висоти.
Все зводиться до їхнього соку.
Для того, щоб дерева росли, їм необхідно доставити цукри, отримані при фотосинтезі, і поживні речовини, що поставляються через кореневу систему туди, де відбувається процес росту.
І так само як кров циркулює в людському тілі, структура дерев призначена для циркуляції двох видів соку по всьому організму, які транспортують речовини, необхідні клітинам дерева.
Перший — це флоемний сік.
Він містить цукри, що утворюються в листках під час фотосинтезу.
Флоемний сік густий як мед, він стикає донизу по провідній тканині рослини, щоб розподілити цукор по усьому дереву.
Наприкінці своєї подорожі флоемний сік розріджується до водянистого стану, накопичуючись в нижній частині дерева.
Поруч з флоемою є інший підтип тканини наземних рослин — ксилема.
Ця тканина призначена для транспортування поживних речовин та іонів на кшталт кальцію, калію і заліза, які дерево поглинуло за допомогою свого кореня.
Тут, внизу дерева, існує більше клітин однієї тканини, ніж клітин іншої.
Таким чином, вода з соку флоеми вбирається ксилемою для вирівнювання балансу.
Цей процес, званий осмотичним рухом, створює багатий поживними речовинами ксилемний сік, який потім подорожуватиме вгору по стовбуру, щоб переносити поживні речовини до листя.
Але ця подорож стикається з вагомою перешкодою — гравітацією.
Для виконання цього важкого завдання ксилема покладається на три сили — транспірацію, капілярний ефект і кореневий тиск.
Беручи участь у фотосинтезі, листки відкривають і закривають мікроскопічні отвори, що звуться продихами.
Ці отвори дозволяють пропускати кисень і вуглекислий газ всередину листка і назовні.
Але вони також забезпечують процес випаровування води.
Це випаровування, зване транспірацією, створює від’ємний тиск у ксилемі, тягнучи водянистий ксилемний сік вгору крізь дерево.
Ця всмоктувальна сила допомагає фундаментальній властивості рідини — поверхневому натягу.
У тонких трубках притягання між молекулами води й сили адгезії між водою та стінками можуть перебороти силу тяжіння.
Цей капілярний рух забезпечується ксилемними ниткоподібними філаментами, тоншими ніж волосина.
І в той час, як ці дві сили тягнуть сік вгору, осмотичний внизу дерева створює кореневий тиск, який штовхає свіжий ксилемний сік вгору по стовбуру.
Разом ці сили підіймають сік до приголомшливих висот, розносячи поживні речовини листкам для фотосинтезу на значну висоту відносно кореня.
Але, незважаючи на всі ці складні системи, кожен сантиметр вгору — це боротьба з гравітацією.
В міру того, як дерева ростуть вище і вище, обсяг постачання цих життєво-важливих речовин зменшується.
Досягнувши певної висоти, дерева більше неспроможні компенсувати втрачену воду, що випаровується під час фотосинтезу.
А без фотосинтезу, необхідного для підтримання додаткового зростання, дерево спрямовує свої ресурси на існуючі білки.
Ця модель, відома як гіпотеза гідравлічного обмеження, в цей час найкраще пояснює, чому дерева мають обмеження висоти навіть в ідеальних умовах для зростання.
Використовуючи цю модель разом з показниками росту, а також відомі потреби в поживних речовинах і фотосинтезі, дослідники змогли запропонувати ліміти висоти для певних видів.
Досі ці обмеження діяли.
Навіть найвище у світі дерево на 15 метрів нижче межі.
Учені ще досліджують ймовірні пояснення існування цього ліміту.
І, можливо, не існує однієї єдиної причини, чому дерева припиняють збільшуватися у висоту.
Але, доки ми не дізнаємося більше, висота дерев є одним зі способів, яким тяжіння буквально формує життя на Землі.
