A 100 méteres magasságot is elérve
a kaliforniai mamutfenyők jócskán túlnőnek a Föld mintegy 60 000 fafajtáján.
A párás Sierra Nevada hegységben élnek,
erős törzsük a világ legmagasabb ismert fáját támasztják alá.
De úgy tűnik, még ezeknek a behemótoknak is megvannak a maguk határai.
A feljegyzések szerint nem élt még olyan mamutfenyő, amely meghaladta a 130 métert,
és sok kutató azt mondja, hogy ezek a fák nem fogják megütni ezt a mércét,
még ha további évezredekig élnek sem.
Nos, akkor mi az pontosan, ami meggátolja, hogy ezek a fák a végtelenségig nőjenek?
A növényi nedvek az alapja mindennek.
Ahhoz, hogy a fák növekedjenek,
cukrot kell szállítaniuk, amelyet fotoszintézisből nyernek,
és tápanyagot, amely a gyökérrendszeren át jut oda, ahol a növekedés történik.
És ahogy a vér áramlik az emberi testben,
a fák törzse is kétféle nedv áramoltatására alkalmas,
melyek az élethez szükséges anyagokat szállítják a fák sejtjeihez.
Az egyik a háncsrész vagy floém nedv.
A floém nedv, mely sűrű, mint a méz, tartalmazza a cukrokat,
melyeket a levelek állítanak elő a fotoszintézis során,
és lefele áramlik a fa háncsszövetében cukorral látva el az egész növényt.
Ennek az útnak a végén
a floém nedv egy vízszerű anyaggá hígul,
a fatörzs alsó részében, a tőben gyűlik össze.
Közvetlenül a floém mellett van egy másik szövetfajta: a farész vagy xilém.
Ez a szövet tele van tápanyaggal és ionokkal, mint kalcium, kálium és vas,
amelyeket a fa a gyökerein keresztül szív fel.
Itt a fa tövében
ezekből az elemekből több van az egyik szövetben, mint a másikban,
így a háncsrész víztartalma átszivárog a farészbe,
hogy javítson az egyensúlyon.
Ez a folyamat, melyet ozmotikus mozgásnak hívnak,
tápanyag dús farész nedvet hoz létre,
amely aztán a törzsön keresztül feláramlik és szétosztja a tápanyagot az egész fában.
De ennek az útnak van egy hatalmas akadálya: a gravitáció.
Három tényezőn múlik, hogy ezt a herkulesi feladatot a xilém teljesítse:
kipárolgás, kapillaritás és gyökérnyomás.
A fotoszintézis során a levelek nyitják és zárják pórusaikat, a gázcsere nyílásokat.
A levél ezen nyílásain keresztül oxigén és szén-dioxid kerül be és ki,
de a víz elpárologtatására alkalmas nyílások is jönnek létre.
Ez a párologtatás, melyet vízleadásnak neveznek,
negatív nyomást hoz létre a farészben, és felemeli a vizes xilém nedvet a fába.
Ezt az emelést a víz egyik alapvető tulajdonsága, a hajszálcsövesség segíti.
Vékony csövekben
a vízmolekulák közötti vonzás
és a víz és környezete közötti kölcsönhatás legyőzi a gravitációt.
Ez a kapilláris mozgás érvényesül a farész rostjaiban,
melyek vékonyabbak az emberi hajszálnál.
És ahogy ez a két erő felviszi a nedvet,
az ozmotikus mozgás a fatörzs alsó részében gyökérnyomást hoz létre,
amely friss xilém nedvet tol a törzsbe.
Ezek az erők együttesen szédítő magasságokba hajtják fel a nedvet,
szállítják a tápanyagot és új leveleket növesztenek a fotoszintézishez –
messze magasan a fák gyökereitől.
Ám e kifinomult rendszer ellenére,
minden centiméter küzdelem a gravitáció ellen.
Ahogy a fák egyre magasabbra nőnek,
ezeknek a létfontosságú nedveknek a szállítása gyengül.
Egy bizonyos magasságnál
a fák nem bírják el a vízveszteséget, mely a fotoszintézis során párolog el.
És fotoszintézis nélkül, amely a további növekedéshez kellene,
a fa inkább visszafordítja erőforrásait a már meglévő ágakba.
Ez a modell "hidraulikus határ hipotézisként" ismert,
és jelenleg ez a legjobb magyarázatunk, miért vannak korlátai a fák magasságának,
még tökéletes növekedési feltételek között is.
Ezzel a modellel, figyelembe véve a fák fejlődés mértékét
és az ismert tápanyag- és fotoszintézis-szükségletet,
a tudósok meg tudják adni az egyes fajok magasságkorlátait.
Mind ez idáig a határok tartják magukat –
még a világ legmagasabb fája is 15 méterrel marad el a felső határtól.
A tudósok még mindig kutatják a korlátok lehetséges okait,
és lehet, hogy nincs egy mindenre érvényes magyarázat, miért nem nőnek tovább a fák.
De míg többet nem tudunk,
a fák magassága egy újabb módja a gravitációnak,
amely szó szerint formálja a földi életet.