А задумывались ли вы, насколько высоко могут вырастать деревья и существует ли верхний предел. Об этом подробнее расскажет 24 Канал.
Советуем ознакомиться Мир потерял одно из старейших деревьев: как молодой ученый срубил 5000-летнего Прометея
Насколько высокими могут быть деревья?
Сегодня самым высоким деревом в мире является одна из калифорнийских секвой. Ее высота достигает 116 метров, и это в длину почти, как стандартное футбольное поле. Однако в прошлом секвойи, вероятно, были еще выше. И, видимо, даже достигли теоретически максимальной высоты для деревьев, пишет Live Science.
Как выяснили ученые, ранее деревья достигали высоты в более 120 метров. Поэтому, можно сделать вывод, что теоретически максимально дерево может вырасти до 122 – 130 метров, говорится в статье "Ограничение высоты дерева", опубликованной в журнале Nature.
Дело в том, что на высоту дерева влияют две основные противоположные силы: одна толкает его вверх, а другая удерживает внизу. Анализируя взаимодействие этих сил, группа биологов под руководством Джорджа Коха из Североаризонского университета и рассчитала теоретически максимальную высоту дерева.
Что же ограничивает рост деревьев?
Казалось бы, для деревьев высота является фундаментальным преимуществом для выживания. В густых лесах постоянно существует конкуренция за солнечный свет. Поэтому чем выше вырастает растение, тем больше у него шансов выработать достаточно энергии.
Но за значительную высоту надо платить. По словам исследователей, чем дерево становится выше, тем гравитация все больше затрудняет подъем воды от корней к кроне. Именно по этой причине листьев у верхушки дерева становится все меньше.
Таким образом, на значительной высоте деревья получают меньше энергии в результате фотосинтеза. В то же время эта полученная энергия является меньшей, чем дерево тратит на поставку воды вверх.
Как следствие, дерево перестает расти в том месте, где для функционирования системы нужно больше энергии, чем дерево может выработать.
Когда дерево становится выше, одновременно растет и водный стресс для его листьев. Происходит это из-за гравитации и сопротивление, что возникает из-за длинного пути воды – от кроны к листьям (транспортная система, проходящая через ствол, должна поддерживать постоянный поток воды на огромные расстояния, – 24 Канал),
– отмечают ученые.
В конечном счете такие процессы ограничивают расширение листьев и снижают фотосинтез, необходимы для дальнейшего роста дерева, – даже, если влажность почвы достаточна.
Какие еще факторы влияют на рост дерева?
Однако проблема заключается не только в подаче воды. В листьях образуются сахара, которые должны поступать к другим частям дерева, таких как ствол и корни. Те потребляют около трети всего производимого деревом сахара. Такие результаты были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Как объясняют авторы этого исследования, когда дерево переносит сахар через листья и ствол, начинают действовать некоторые физические факторы. В сосудистой сети дерева образуются две формы сопротивления: одна в стволе, а другая – в листьях. Сопротивление в стволе прямо зависит от высоты дерева, а сопротивление в листьях – обратно пропорционально длине тех самых листьев.
И здесь ситуация схожа с транспортировкой воды. То есть, чем выше дерево, тем больше энергии нужно для транспортировки сахара по стволу. А что касается листьев, то чем длиннее он становится – тем меньше сопротивление, и тем быстрее сахар поставляется к стволу.
Чтобы эти процессы происходили, к примеру, лиственницы удерживают размер своих листьев в узком диапазоне: у самых высоких экземпляров листья вырастают до 10 – 20 сантиметров. А любые отклонения могут ухудшить эффективность транспортировки питательных веществ.
Однако наступает момент, когда оптимальные границы размера листьев и высоты дерева пересекаются. Так образуется точка, в которой дереву больше невыгодно расти выше или производить большие листья,
– подчеркивает Мацей Звенецки, биолог из Кафедры растениеводства Университета Калифорнии в Дэвисе.
Он добавляет, что эта точка расположена на высоте примерно 100 метров – примерно такой же высоты достигают самые высокие деревья.
Почему же секвойи такие высокие?
Чрезвычайная высота секвой обусловлена многими факторами, в частности умеренным климатом Северной Калифорнии и богатой питательными веществами почвой. Также сказываются обильные осадки и туман.
Что касается тумана, то это, пожалуй, важнейший фактор, поскольку позволяет кроне непосредственно получать влагу. И в итоге частично разгружается транспортировка воды, которая идет от корней, передает Raketa.
Также влияют другие секвойи, которые растут довольно густо. Поэтому деревья вынуждены тянуться вверх в погоне за солнечным светом.
В общем все эти условия делают секвойи самыми высокими деревьями в мире. Более того, по расчетам Коха и его коллег, они достигают максимально возможной высоты.
Итак, секвойи – это не просто рекордсмены растительного мира. Они являются скорее живыми системами, функционирующими на грани возможностей законов физики. Эти деревья наглядно показывают, что даже в своих самых впечатляющих формах природа не может избежать фундаментальных ограничений.
Какие деревья являются самыми высокими в мире?
Башня ворона – 96,7 метра. Это ситхинская ель растет в государственном парке "Прери-Крик Редвудс" в Северной Калифорнии. Однако точное место держат в секрете.
Пихта Дорнера – 99,7 метра. Растет на северо-западе Тихого океана в округе Кус, штат Орегон (США).
Центурион – 100,5 метра. Считают, что это самый высокий гигантский горный ясень (Eucalyptus regnans) в мире. Растет он в долине Арве на острове Тасмания в Австралии.
Менара – 100,8 метра. Это самое высокое тропическое дерево в мире. Растет в заповеднике долины Данум в штате Сабах в малайзийском Борнео.
Гиперион – 116 метров. Если бы не повреждения, которые нанес дятел на вершине дерева, – оно было бы еще выше. Растет эта прибрежная секвойя в Северной Калифорнии, в национальном парке Редвуд. Однако точное место держат в секрете, и если вы приблизитесь – вам грозит штраф.
Подробнее об истории самых высоких деревьев в мире сможете узнать в материале 24 Канала.