Почему деревья не растут выше ста метров?

Как правило, чем выше дерево, тем меньше его листья. Математическое объяснение этого феномена, оказывается, одновременно накладывает ограничение на максимальную высоту деревьев.

Секвойи на Медвежьей горе в Калифорнии (фото MizzD).

Каре Йензен из Гарвардского университета и Мацей Звенецкий из Калифорнийского университета в Дэвисе (оба — США) сравнили 1 925 видов деревьев, листья которых варьировались в длину от нескольких миллиметров до метра с лишним, и обнаружили, что сильнее всего размеры листьев колеблются у относительно низких деревьев.

Г-н Йензен считает, что причину следует искать в циркуляционной системе растения. Сахара, произведённые в листьях, распространяются через сеть трубовидных клеток — флоэм. По мере движения сахара ускоряются, и чем больше листья, тем быстрее питательные вещества добираются до других частей растения. Но флоэмы стеблей, веток и стволов играют роль бутылочного горлышка, и наступает момент, когда увеличение листьев перестаёт иметь смысл, становится напрасной тратой энергии. Высокие деревья достигают этого предела, когда их листья ещё малы, потому что сахарам приходится идти через ствол в надежде добраться до корней, то есть бутылочное горлышко становится чересчур длинным.

Уравнения г-на Йензена, описывающие эти отношения, говорят о том, что по мере роста деревьев диапазон возможных размеров листвы сужается, и примерно на высоте 100 м достигается предел: максимум совпадает с минимумом. Выше этого у деревьев, судя по всему, не может быть жизнеспособных листьев. Вот почему самое большое дерево мира — калифорнийская секвойя — не растёт дальше 115,6 м.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам NewScientist.