Существует ли предел у высоты деревьев?

• Важное, Ботаника
• 03 Комментария

Содержание

1. Существует ли предел у высоты растений?
2. Самые высокие секвойи
3. Ограничения для роста растений и деревьев в частности
4. Могли ли быть в древности более высокие растения и деревья в частности?

На планете Земля произрастает большое количество разных видов растений, каждое из которых обладает уникальными особенностями. Одной из таких уникальных особенностей является их рост в течение всей жизни. Существует классификация растений по жизненным формам (по Серебрякову, Раункиеру), в которой деревья отличаются от трав и кустарников не только по наличию одревеcневания ствола, но и по высоте. Однако каждое дерево за период своей жизни (онтогенез) вырастает только на определённую высоту. Так, если одни деревья могут похвастаться высотой ствола с многоэтажный дом, то у некоторых деревьев высота не превышает и нескольких метров. Но существует ли предел высоты у деревьев?

Существует ли предел у высоты деревьев?

На протяжении онтогенеза дерево с помощью корней из почвы поглощает влагу и питательные вещества. Под высоким давлением - до нескольких сот атмосфер - ток жидкости (представлена преимущественно водой с растворёнными в ней питательными веществами) по трахеям-капиллярам дерева поднимается кверху, доставляя питательные вещества по стволу к веткам и листьям. Таким образом, каждая клетка дерева получает питание.

Интересный факт: моделирование транспортной (проводящей) системы растений показало, что чем выше дерево, тем тяжелее ему доставлять влагу на самый верх, листья и ветки на макушке не такие густые и большие, как в середине.

Самому высокому дереву попросту не хватит сил выкачать из почвы достаточно влаги и протянуть её к верхушке по капиллярам. Моделирование проводящей системы растений в лабораторных условиях согласуется с натуралистическими наблюдениями, из которых известно, что ветви на вершине высочайших деревьев испытывают постоянный недостаток влаги и не способны полноценно развиваться, а листья на самой макушке всегда гораздо мельче тех, что расположены в самой гуще кроны.

Самые высокие Секвойи

Секвойи считаются самыми высокими деревьями. Они произрастают в горных лесах Северной Калифорнии (США). Однако даже внутри этого вида Секвой есть свои рекордсмены. Более того, люди уже давно присвоили им уникальные имена и регулярно путешествуют к месту их расположения, чтобы прикоснуться к огромному стволу.

После экспериментальных исследований ботаники пришли к выводу, что у деревьев все-таки существует предел высоты. Для каждого вида растения он индивидуален. Если ствол окажется длиннее максимального значения, то у любого растения физически не будет сил доставлять питательные вещества из почвы на самый верх.

Список самых высоких секвой выглядит следующим образом:
1. Гиперион. С 2006 года считается самым высоким деревом на Земле. Длина секвойи составляет 115,6 м, а диаметр ствола – 4,84 м. Гиперион располагается недалеко от реки Редвуд-Крик, в Калифорнии.
2. Гелиос. Дерево растет недалеко от Гипериона и уступает ему в высоте лишь на метр: длина ствола Гелиоса составляет 114,5 м.
3. Икар. Свое прозвище дерево получило из-за рыжей листвы, располагающейся на самом верху. Длина Икара равна 113,1 м, а диаметр ствола – 3,8 м.
4. Гигант стратосферы. Секвойя с данным причудливым названием была открыта в 2000-ом году. Ее размеры составляют 113 м.
5. Орион. Дерево растет в округе Сан-Матео, в парке Редвуд. Его длина составляет 112,6 м.

Поскольку секвойи растут с разным темпом, некоторые периодически обгоняют своих собратьев, перебираясь на первые позиции в списке самых высоких деревьев.

Ограничения для роста растений и деревьев в частности

Джорж Кох с факультета Биологических Наук Университета Северной Аризоны (США) выделил 4 основных физиологических фактора ограничения роста дерева.
1. Снабжение растения водой осуществляется с помощью транспирации (испарение воды) и тургорного насоса (подает воду наверх) через сосуды проводящей системы (ксилемы). Важно отметить, что ток воды при этом непрерывен. Так как трахеи-капилляры очень узкие, то вода как бы вытягивается наверх поверхностным натяжением. Однако этому параметру (силе поверхностного натяжения воды) есть предел.
2. Способность листьев (хвои) к испарению воды ограничена. Это второй предел.
Третий и четвёртый пределы связаны с необходимостью питания растения.
3. Чем выше растение, тем меньше относительная поверхность листьев (хвои) - ведь растение больше, а площадь, с которой "улавливается" свет, увеличивается не сильно (напомню, свет необходим для процесса фотосинтеза). Эффективность фотосинтеза - это третий предел.
4. Объёмная концентрация углекислого газа (напомню, в ходе фотосинтеза происходит синтез органических веществ из углекислого газа и воды) снижается с увеличением высоты (и на высоте 120 метров она близка к минимально небходимой для фотосинтеза). Это четвёртый предел.

Могли ли быть в древности более высокие растения и деревья в частности?

Да, теоретически могли. Если учесть, что много лет назад гравитация могла быть ниже, то растения (и деревья в частности) могли достигать высоты значительно превышающей несколько сотен метров.