Розкриваємо таємниці: чи можуть дерева вирости аж самого до неба

А чи задувалися ви, наскільки високо можуть виростати дерева та чи існує верхня межа. Про це докладніше розповість 24 Канал.

Наскільки високими можуть бути дерева?

Сьогодні найвищим деревом у світі є одна з каліфорнійських секвой. Її висота сягає 116 метрів, і це завдовжки майже, як стандартне футбольне поле. Однак, у минулому секвої, імовірно, були ще вищими. І, мабуть, навіть досягли теоретично максимальної висоти для дерев, пише Live Science.

Як з'ясували вчені, раніше дерева досягали висоти у понад 120 метрів. Тож, можна зробити висновок, що теоретично максимально дерево може вирости до 122 – 130 метрів, мовиться у статті "Обмеження висоти дерева", опублікованій у журналі Nature.

Річ у тім, що на висоту дерева впливають дві основні протилежні сили: одна штовхає його вгору, а інша утримує внизу. Аналізуючи взаємодію цих сил, група біологів під керівництвом Джорджа Коха з Північноаризонського університету і розрахувала теоретично максимальну висоту дерева.

Що ж обмежує ріст дерев?

Здавалося б, для дерев висота є фундаментальною перевагою для виживання. У густих лісах постійно існує конкуренція за сонячне світло. Тому чим вище виростає рослина, тим більше у неї шансів виробити достатньо енергії.

Але за значну висоту треба платити. За словами дослідників, чим дерево стає вищим, тим гравітація все більше ускладнює підйом води від коренів до крони. Саме з цієї причини листя біля верхівки дерева стає все менше.

Таким чином, на значній висоті дерева отримують менше енергії в результаті фотосинтезу. Водночас ця отримана енергія є меншою, ніж дерево витрачає на постачання води нагору.

Як наслідок, дерево перестає рости в тому місці, де для функціонування системи потрібно більше енергії, ніж дерево може виробити.

Коли дерево стає вищим, водночас зростає і водний стрес для його листя. Відбувається це через гравітацію та опір, що виникає через довгий шлях води – від крони до листя (транспортна система, що проходить через стовбур, повинна підтримувати постійний потік води на величезні відстані, – 24 Канал),
– зазначають учені.

Зрештою такі процеси обмежують розширення листя та знижують фотосинтез, необхідні для подальшого росту дерева, – навіть, якщо вологість ґрунту є достатньо.

Які ще чинники впливають на ріст дерева?

Однак проблема полягає не лише у подачі води. У листі утворюються цукри, які повинні надходити до інших частин дерева, таких як стовбур і коріння. Ті споживають близько третини всього виробленого деревом цукру. Такі результати було опубліковано у журналі Physical Review Letters.

Як пояснюють автори цього дослідження, коли дерево переносить цукор через листя та стовбур, починають діяти деякі фізичні фактори. У судинній мережі дерева утворюються дві форми опору: одна у стовбурі, а інша – в листі. Опір у стволі прямо залежить від висоти дерева, а опір у листі – обернено пропорційний довжині того самого листя.

І тут ситуація схожа з транспортуванням води. Тобто, чим вище дерево, тим більше енергії потрібно для транспортування цукру по стовбуру. А щодо листя, то чим довшим він стає – тим меншим є опір, і тим швидше цукор постачається до стовбура.

Щоб ці процеси відбувалися, до прикладу, модрини утримують розмір свого листя у вузькому діапазоні: у найвищих екземплярів листя виростає до 10 – 20 сантиметрів. А будь-які відхилення можуть погіршити ефективність транспортування поживних речовин.

Однак настає момент, коли оптимальні межі розміру листя та висоти дерева перетинаються. Так утворюється точка, в якій дереву більше не вигідно рости вище або виробляти більше за розміром листя,
– підкреслює Мацей Звенецькі, біолог з Кафедри рослинництва Університету Каліфорнії у Девісі.

Він додає, що ця точка розташована на висоті приблизно 100 метрів – приблизно такої ж висоти досягають найвищі дерева.

Чому ж секвої такі високі?

Надзвичайна висота секвой зумовлена ​​багатьма факторами, зокрема помірним кліматом Північної Каліфорнії та багатим на поживні речовини ґрунтом. Також даються взнаки рясні опади та туман.

Щодо туману, то це, мабуть, найважливіший чинник, оскільки дозволяє кроні безпосередньо отримувати вологу. І у підсумку частково розвантажується транспортування води, яка йде від коренів, передає Raketa.

Також впливають інші секвої, які ростуть доволі густо. Тому дерева змушені тягтися вгору в гонитві за сонячним світлом.

Загалом всі ці умови роблять секвої найвищими деревами у світі. Ба більше, за розрахунками Коха та його колег, вони досягають максимально можливої висоти.

Отже, секвої – це не просто рекордсмени рослинного світу. Вони є скоріше живими системами, що функціонують на межі можливостей законів фізики. Ці дерева наочно показують, що навіть у своїх найразючіших формах природа неспроможна уникнути фундаментальних обмежень.

Які дерева є найвищими у світі?

• Вежа ворона – 96,7 метра. Це сітхінська ялина росте у державному парку "Прері-Крік Редвудс" у Північній Каліфорнії. Однак точне місце тримають у секреті.

• Ялиця Дорнера – 99,7 метра. Росте на північному заході Тихого океану в окрузі Кус, штат Орегон (США).

• Центуріон – 100,5 метра. Вважають, що це найвищий гігантський гірський ясен (Eucalyptus regnans) у світі. Росте він у долині Арве на острові Тасманія в Австралії.

• Менара – 100,8 метра. Це найвище тропічне дерево у світі. Росте у заповіднику долини Данум у штаті Сабах у малайзійському Борнео.

• Гіперіон – 116 метрів. Якби не пошкодження, які завдав дятел на вершині дерева, – воно було б ще вищим. Росте ця прибережна секвоя у Північній Каліфорнії, у національному парку Редвуд. Однак точне місце тримають у секреті, і якщо ви наблизитеся – вам загрожує штраф.

Докладніше про історію найвищих дерев у світізможете дізнатися у матеріалі 24 Каналу.