Milyen magasra nőhet egy fa? - Valentin Hammoudi

Nézd meg a teljes előadást itt: https://ed.ted.com/lessons/how-tall-can-a-tree-grow-valentin-hammoudi

A 100 méteres magasságot is elérve a kaliforniai mamutfenyők jócskán túlnőnek a Föld mintegy 60 000 fafajtáján. De úgy tűnik, még ezeknek a behemótoknak is megvannak a maguk határai: a feljegyzések szerint nem élt még olyan mamutfenyő, amely 130m-nél magasabbra nőtt volna.
Tehát mi lehet az pontosan, ami megakadályozza ezeket a fákat, hogy még magasabbra nőjenek, a végtelenségig?
Valentin Hammoudi azt vizsgálja, miért vannak a fáknak magasság korlátai.

Valentin Hammoudi előadása, rendezte Doug Alberts.

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.