понедельник, 2 декабря 2013 г.

Размер листьев деревьев подчиняется законам физики

Listij

Американские физики, исследовав закономерности роста деревьев и их листвы, предложили теорию, которая проливает свет на загадку о том, почему у высоких растений листья имеют одинаковый размер.  
Выяснилось, что рост листьев ограничивается разветвленной системой «зеленых артерий», которая отвечает за транспортировку питательных веществ и сахаров по всему растению. Эти же «артерии» регулируют и максимальную высоту деревьев, что подчиняется некоторым законам физики, которые ранее не учитывались биологами. 
Известно, что листья растений могут иметь разные размеры, которые сильно варьируются. В некоторых случаях разница может составлять примерно 2 порядка. Однако, замечено, что с увеличением высоты крона дерева состоит преимущественно из листьев одного и того же размера. Объяснить такой феномен ботаника не смогла. Над исследованием вопроса поработала группа физиков из Гарвардского и Калифорнийского университетов. С точки зрения законов тока жидкости в растениях была предложена соответствующая теория. 
Из-за протекающего процесса фотосинтеза, происходящего в листьях, жидкость, идущая по флоэме, получает дополнительную энергию. При движении через лист в сторону стебля разные потоки питающих соков сливаются в единый поток. Под действием силы тяжести отдельные потоки способны набрать скорость, но, как только жидкость достигает ствола, появляется значительное сопротивление. 
В задачи физиков входило понять, каким образом высота дерева и размеры листьев могут влиять на скорость потока питающей жидкости. Исследователи установили, что чем большую высоту имеет дерево, тем большее сопротивление испытывает жидкость. Размер листьев в этом случае может поспособствовать снижению сопротивления, но лишь до определенной степени. Далее по мере роста наступает такой момент, когда размер листвы уже не играет никакой роли. В результате рост листьев прекращается. 
После проведенных исследований были составлены уравнения, описывающие процесс роста листьев для многих видов растений. Как показали вычисления, результаты соответствуют расчетам, проводившимся ранее и исследовавшим потоки жидкости в деревьях. Графики, которые составили ученые, показали, какие минимальные и максимальные размеры может иметь лист для разных видов растений по мере увеличения высоты. К удивлению ученых, на отметке 100 метров было выявлено, что рост дерева далее невозможен. Это наблюдение подтверждается действительными фактами — самые высокие в мире деревья имеют высоту не более 100 метров. 
источник: http://txtbooks.ru/

Комментариев нет:

Отправить комментарий