Деревья — одни из тех организмов, что растут всю жизнь. Но даже самые высокие — секвойи — не вырастают выше 120 метров. «Энергия+» разбиралась, как потребность в питательных веществах ставит барьер безграничному росту.
Далеко не всем деревьям нужно расти строго вверх. Если растение находится на открытой местности или не слишком плотно окружено «соседями», оно будет раскидывать крону в стороны. Так получается эффективнее собирать солнечную энергию для фотосинтеза, а доставлять влагу к листьям нужно на меньшую высоту. Но высота растения на протяжении всей его жизни все равно будет увеличиваться, просто медленно. Так медленно, что, скорее всего, отдельная особь за свою жизнь не достигнет предела своего роста.
Эволюция разных видов деревьев идет постоянно, и часть генов отвечают за высоту растения. Но они редко в приоритете — более важными считаются устойчивость к атакам вредителей и «умение» лучше конкурентов поглощать питательные вещества. Из современных деревьев, пожалуй, одни лишь секвойи стремились стать самыми высокими на планете. Однако и времени на развитие у них было достаточно: роду Sequoia не менее пяти миллионов лет.
Самое главное ограничение диктует физика, точнее способ доставки воды по стволу деревьев к листьям. Когда влага на листьях испаряется через устьица, в окружающих их клетках возникает отрицательное давление. Жидкость «подтягивается» из ксилемы — водопроводящей ткани деревьев, клетки которой переставляют собой трубочки, формирующие сосуды растения. В этом «трубопроводе» вслед за листом возникает отрицательное давление, оно воздействует на весь столб воды от ветвей до корней. Процессу подачи воды помогает осмотическое давление между клетками ксилемы, отделенными друг от друга мембранами. Чем выше листья, тем тяжелее подавать к ним воду.
Процесс требует ресурсов — питательных веществ. Ученые подсчитали, что существует высота, при которой трудозатраты на прокачку воды становятся выше, чем польза от нее. Для секвойи она лежит в диапазоне 122-130 метров. А самое высокое известное дерево выросло до 115, 2 метра, что подтверждает расчеты.
Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала: https://e-plus.media/