Почему деревья не могут вырасти высотой с Останкинскую башню? Просто о сложном

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Флора и фауна

Глядя на могучие деревья, возникает вопрос: а есть ли предел их росту? Могут ли они расти бесконечно, упираясь кроной в облака? Ответ, увы, отрицательный. Как бы ни были сильны и выносливы эти зеленые гиганты, природа установила для них определенные «потолки». И дело тут не в чьей-то прихоти, а в самых настоящих законах физики и биологии.

Автор: preview.reve.art Источник: preview.reve.art

Слишком тяжело стоять

Первое, с чем сталкивается дерево, стремящееся ввысь, — это его собственный вес и сила ветра. Представьте себе очень высокий и тонкий столб — он легко сломается. Так и со стволом дерева. Чем выше дерево, тем больше оно весит, и тем сильнее на него давят порывы ветра. Даже самая прочная древесина имеет свой предел. Если бы дерево стало слишком высоким, например, как небоскреб в несколько сотен метров, его ствол просто не выдержал бы нагрузки и рухнул.

Если бы ствол дерева был не прямым, а имел форму очень широкого у основания конуса (как египетская пирамида), то теоретически оно могло бы вырасти метров до пятисот. Но в природе деревья так не растут — им нужно не только стоять, но и питаться, дышать, раскидывать ветви к солнцу. Так что идеальная форма для прочности — не всегда идеальная форма для жизни.

Автор: preview.reve.art Источник: preview.reve.art

Проблема доставки воды

Еще одна серьезная причина, по которой деревья не могут быть бесконечно высокими, — это доставка воды и питательных веществ от корней к самым верхним листочкам. Мы знаем, как трудно поднять воду даже на верхние этажи высотного дома — для этого нужны мощные насосы. А у деревьев таких насосов нет.

Вместо этого они используют природный механизм. Во-первых, это «корневой насос», который работает благодаря разнице концентрации солей в почве и в корнях (это называется осмотическое давление). Во-вторых, вода поднимается вверх по тоненьким трубочкам в стволе (ксилеме) благодаря тому, что молекулы воды как бы «цепляются» друг за дружку и тянутся вверх, когда вода испаряется с поверхности листьев. Это похоже на то, как мы пьем сок через соломинку.

Но у этого природного «водопровода» есть свой предел. Чем выше нужно поднять воду, тем труднее это сделать. Сила тяжести тянет воду вниз, а в тонких водяных «нитях» могут возникать разрывы. На высоте примерно 120-130 метров этот механизм начинает давать сбой, и доставка воды к верхушке становится очень сложной. Самые высокие деревья в мире, например, гигантская секвойя, как раз и приближаются к этому пределу.

Секвойя вечнозелёная LBJ1
Автор: Clinton Steeds at Flickr Источник: commons.wikimedia.org

Не хватает сил на жизнь

Не стоит забывать про энергию. Чтобы расти и жить, дереву нужна энергия, которую оно получает в процессе фотосинтеза (когда листья на свету производят питательные вещества). Чем больше дерево, тем больше ему нужно энергии. Но у очень высокого дерева есть проблемы с эффективностью этого процесса.

Чтобы крона была соразмерна гигантскому стволу, ветви должны быть невероятно большими и тяжелыми. Они просто обломились бы под собственным весом. А без раскидистой кроны с большим количеством листьев дерево не сможет произвести достаточно «еды».

На большой высоте условия для жизни растений суровее: холоднее, ветренее, и солнечный свет может быть другим. Все это тоже не способствует активному фотосинтезу. В какой-то момент получается, что энергии, которую дерево тратит на поддержание своей огромной массы и доставку воды, становится больше, чем оно может произвести. И тогда рост останавливается.

Так что, как видите, высота деревьев — это результат сложного баланса между стремлением к солнцу и суровыми законами природы. Они вырастают настолько высокими, насколько им позволяют их собственная прочность, возможности их «водопровода» и способность обеспечивать себя энергией. И этот баланс, надо сказать, природа находит очень изящно.

Изображение в превью:
Автор: preview.reve.art
Источник: preview.reve.art
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
О разном интересном.

4 комментария

Добавить комментарий

m
Все эти аргументы — только для атмосферы… Если дерево растет в воде и укоренилось за дно, то эти ограничения не работают…
b
Почему мозги у писателей подобных статей не могут дорасти хотя бы до среднего уровня.Вот в чём вопрос.
m
Всё регламентируется атмосферным давлением, сила притяжения планеты это основной показатель. В до кембрийскую эпоху высота водорослей в океане была на много выше чем самые высокие современные деревья. Но высота деревьев в ранние времена тоже была невероятно высокой. Сейчас атмосфера более разряжена, птицам пришлось опереться, а терродаптеили лысые летали благодаря плотной атмосфере тех времён.
115460053389687121802@google
В каменноугольный период, в эпоху гигантизма, деревья были высотой до 180 метров.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему родину Венеры Милосской называют лунным островом

Статую Венеры Милосской знают практически все люди на Земле. Да, по названию, может, и не все признают, но стоит сказать, что это та самая несчастная статуя, которой оторвали руки, как пазл в...

Этика против прогресса: когда ИИ-ассистент станет юридически ответственным за свои советы

Развитие технологий машинного обучения порождает множество сложных вопросов на стыке этики и права. Сегодня интеллектуальные системы пишут тексты, анализируют медицинские снимки и дают финансовые...

Светомасса из прошлого: что скрывает светящаяся стрелка на старых часах

В 1920-х годах в аптеках и магазинах США, Европы и даже Японии можно было свободно купить радиоактивную воду. В Америке хитом был «Radithor», в Германии — «Radiogen», а японские компании...

Конвертоплан: история возникновения гибрида самолета с вертолетом

Авиация работает в системе ограничений, где улучшение одного режима почти всегда ухудшает другой. Для создания подъёмной силы крыло требует набегающего потока воздуха, который в классической...

Смерть классического поиска: как ИИ окончательно убьёт SEO и зачем нам это нужно

Поиск информации в глобальной сети претерпевает самые масштабные изменения за последние два десятилетия. Привычная картина, когда на введенный запрос система выдает страницу с простым списком синих...

Почему кашалота не убивает давление на глубине 2 километра

Кашалот — гигант океана, способный погружаться на глубину более 2 км (где давление достигает 200 атмосфер), оставаясь там до полутора часов. На этой глубине они заняты поисками добычи,...