Что мешает самым высоким деревьям становиться еще более высокими? Новое исследование в статных секвойах находит, что деревья прекращают расти, когда их самые высокие листья начинают умирать от жажды.Биологи долго думали, что предел высоты для деревьев сводится к проблеме слесарного дела.
Водные повышения посредством простого процесса: Поскольку вода испаряется от листьев, напряженности в воде напряжения труб дерева от корней для пополнения то, что было потеряно. Но после определенной высоты, сила тяжести становится слишком много, и этот поток истощается. В результате фотосинтез прекращает работу, и дерево не может стать выше. По крайней мере, это было общим представлением – экспериментальные данные были недостаточны, и многие детали остались отрывочными.
Вот почему Джордж Кох из Университета Северной Аризоны во Флагштоке и его коллегах, ограниченных на их поднимающемся механизме и, взял к самым высоким деревьям в мире, прибрежным секвойам (Секвойя sempervirens). В Национальном парке Редвудза Гумбольдта в северной Калифорнии исследователи использовали лук и стрелу для получения веревки по самым низким конечностям. Оттуда, они взобрались под навес и взяли сокращения на различных высотах на восьми секвойах, включая самое высокое живущее дерево на Земле, который башни 112,7 метров. Они измерили водный потенциал – комбинация гидравлического давления и концентрации раствора, ведущей водный транспорт – в основах и листьях их сокращений.
Назад в лаборатории, они измерили отношение углеродных изотопов, индикатор фотосинтеза. То, что они нашли, подтверждает и добавляет новую деталь к тому, что предположило большинство биологов. В самых высоких листьях водный потенциал был настолько низким, что скудная влажность превратила свой путь в измученные жаждой клетки.
Этот низкий поток препятствовал тому, чтобы листья расширились, приведя к маленьким чешуйчатым листьям высоко по сравнению с широкими плоскими вниз ниже. Для экономии, что мало воды там было в верхушках деревьев листья закрывают свои поры для предотвращения испарения.
Но эта скаредная стратегия также не впустила двуокись углерода, уменьшив фотосинтез в верхних листьях. Все эти факторы объединяются для помещения потолка на рост, отчеты бригады в выпуске 22 апреля Природы. На основе их измерений бригада оценивает, что секвойи не могут преодолеть 122 – 130 метров – на цели с самым высоким красным деревом, никогда зарегистрированным.
Исследование связывает много идей, плававших вокруг в литературе, говорит Майкл Райан, эколог исследования для американской Службы охраны лесов Министерства сельского хозяйства. Он указывает, что пределы высоты для других деревьев, вероятно, будут ниже, чем те для секвой, имеющих уникальное преимущество, помогающее им преодолеть дефицит воды в своих самых высоких отделениях. “Они могли бы получить это высокое, потому что гниют, океан помогает противодействовать этим проблемам”.