Najwyższe drzewa
Padł przyrodniczy rekord: amerykańscy botanicy znaleźli
w Kalifornii najwyższe drzewo, które mierzy ponad 115 m. Nie dorównuje mu
żaden żyjący organizm na Ziemi. Czy drzewa mogą być jeszcze wyższe?
Chris Atkins i Michael Taylor od lat przemierzają gęste kalifornijskie
lasy na wybrzeżu Pacyfiku w poszukiwaniu najwyższych sekwoi (Seqoia sempervivens).
Tego lata mieli niezwykłe szczęście - na terenie parku narodowego Redwood znaleźli
aż trzy sekwoje, które przerosły drzewo uważane do niedawna za najwyższy żyjący
organizm na Ziemi.
Rekordzistki - ochrzczone Hyperion, Helios i Icarus - mierzą odpowiednio 115,2
m, 114,7 m i 113,14 m (obrońca tytułu - Stratosferyczny Gigant - z wynikiem
112,94 m pozostał kilka metrów w tyle). Gdyby rosły przy placu Defilad w Warszawie,
zasłaniałyby okna tarasu widokowego Pałacu Kultury.
Badania prowadzono skrycie. Wyniki pomiarów ogłoszono kilka dni temu, ale
na próżno szukać zdjęć tych kolosów. Ich lokalizacja trzymana jest w największej
tajemnicy odkąd sekwoja Tall Tree ogłoszona najbardziej strzelistym drzewem
na świecie przez magazyn "National Geographic" w 1963 roku została
dosłownie zadeptana przez turystów. Odwiedzający ubili na klepisko ziemię wokół
rośliny, pozbawione odpowiedniej ilości wody górne trzy metry korony uschły
i odpadły. Sekwoje są odporne i długowieczne. Niestraszny im ogień, bo ich
gruba i niemal pozbawiona żywicy kora znakomicie chroni przed żarem. Ale ich
słabym punktem jest właśnie woda.
Hydraulika wnętrza pnia
Napojenie korony drzewa jest niełatwym zadaniem i zdaniem badaczy ogranicza
wysokość rośliny.
Jak drzewa wciągają wodę? Zasysają ją od strony liści czy raczej pompują od
dołu, od korzeni?
Zasysanie - tak jak np. czynimy to, pijąc coca colę przez słomkę - polega
na wytworzeniu obszaru obniżonego ciśnienia. Reszty dokonuje powietrze, które
wpycha wodę na taką wysokość, póki ciśnienie słupa cieczy nie zrównoważy ciśnienia
atmosferycznego - czyli co najwyżej na 10 m. Ten system, znakomity do sączenia
drinków i przydatny przy niezbyt głębokich studniach, nie sprawdza się jednak
w przypadku drzew.
Jak wysysać 200 litrów na godzinę?
Może więc pompa korzeniowa? Zjawisko parcia korzeniowego opisał w 1727 r.
Stephen Hales, angielski pastor interesujący się "pneumatyką i hydrauliką" zwierząt
i roślin. Opiera się ono na zjawisku osmozy - błona otaczająca komórki pozwala
na przepływ wody, ale tylko w jednym kierunku. Podobnie jak ciepło płynie od
ciała cieplejszego ku chłodniejszemu, tak woda wędruje po roślinie, uciekając
od miejsc o słabym stężeniu soli mineralnych w kierunku tych, gdzie wody jest
mniej, a co za tym idzie, stężenie soli jest wyższe. Wiosną, po roztopach,
komórki korzeni aż "pęcznieją" od soku, woda rusza więc od nich ku
górze, do bardziej wysuszonych miejsc. Dzięki temu zjawisku, m.in. nacinając
gałęzie brzozy, Słowianie mogli od wieków zbierać delikatnie słodki, aromatyczny
sok drzewny - oskołę.
Pompa korzeniowa nie jest jednak, niestety, zbyt wydajna - maksymalnie umie
wytworzyć ciśnienie trzech atmosfer. By napoić górne gałęzie Hyperiona, trzeba
wpompować wodę pod ciśnieniem ponad 10 atm. Roślinni rekordziści muszą się
więc posiłkować jeszcze innym, dodatkowym wspomaganiem.
Woda podchodzi w górę drzewa cieniutkimi kanalikami kończącymi się drobniutkimi
porami na powierzchni liści. Poprzez te szparki woda intensywnie paruje, chłodząc
roślinę - wyrośnięty klon traci w upalny dzień ponad 200 litrów na godzinę!
Okazuje się, że dzięki siłom spójności, czyli przyciąganiu elektrycznemu między
cząsteczkami, woda zachowuje się jak mocny sznurek, a ubytek wody na skutek
parowania wytwarza siłę, która wciąga ten "wodny sznurek" ku górze.
Brzmi to prawie niewiarygodnie. "Wiara w to, że słupy wody mogą zwieszać
się z porów w liściach jak ciała stałe, przekazując aż do dołu napięcie wywołane
odparowywaniem, jest dla nas podobna do wiary w sznurek zrobiony z piasku" -
pisał Francis Darwin, angielski botanik, asystent swego sławnego ojca Karola
Darwina. A jednak!
Wytrzymałość wody na zrywanie jest zadziwiająca - grupa fizyków z Arizona
State University, badając kropelki wody uwięzione w kryształach syntetycznych,
osiągnęła naprężenie 1400 atmosfer, czyli takie, jakie miałaby woda w słupie
o wysokości 14 kilometrów!
Czyżby więc drzewa mogły sięgnąć koronami stratosfery? To oczywiście mrzonka.
Przede wszystkim dlatego, że sok roślinny wznoszący się w kanalikach przewodzących
nie jest doskonale czystą wodą, a ściankom tych kanalików daleko do gładkości
sztucznych kryształów. Poza tym, aby wytworzyć tak gigantyczne ujemne ciśnienie
na szczytach roślin, szparki, przez które paruje woda, nie mogą być zbyt duże.
A szparki służą nie tylko chłodzeniu - to przez nie drzewo pobiera niezbędny
w procesie fotosyntezy dwutlenek węgla. Drobniejsza szparka oznacza mniej dwutlenku,
a wtedy liść rosnący wysoko w koronie nie umie "zarobić na swoje utrzymanie" -
produkuje zbyt mało energii.
George Koch z Northern Arizona University we Flagstaff, który mierzył wydajność
fotosyntezy, zauważył, że spada ona drastycznie wraz ze wzrostem wysokości.
Liście rosnące u szczytu drzew otrzymują mało wody i pobierają znikomą ilość
dwutlenku węgla. Są drobniejsze i bardziej mięsiste niż liście położone niżej,
a więc też zawierają mniej chlorofilu. Z punktu widzenia drzewa to darmozjady
przynoszące więcej szkody niż pożytku.
Koch oszacował, że granicą opłacalności wzrostu jest dla drzew 122-130
metrów.
Oznacza to, że rekordzistki na wybrzeżu Kalifornii mogą jeszcze urosnąć kilka,
kilkanaście metrów, ale nie więcej.
Irena Cieślińska
Źródło: http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,34148,3676554.html
|
