How tall can a tree grow? - Valentin Hammoudi

Translator: Rezvan Mousavi Reviewer: Masood Mousavi

Reaching heights of over 100 meters,

به ارتفاع بیش از ۱۰۰ متر رسیده است،

Californian sequoias tower over Earth’s other estimated 60,000 tree species.

درختان تنومند سکویای کالیفرنیا در زمینی که تقریباً ۶۰,۰۰۰ گونه درختی دارد.

Growing in the misty Sierra Nevada mountains,

در کوه‌های مه‌آلود نوادا در حال رشد هستند،

their massive trunks support the tallest known trees in the world.

تنه‌های عظیم آن‌ها، بلندترین درختان شناخته‌شده در جهان هستند.

But even these behemoths seem to have their limits.

اما به نظر می‌رسد که این درختان تنومند نیز محدودیت‌های خود را دارند.

No sequoia on record has been able to grow taller than 130 meters –

هیچ درخت سکویایی تابه‌حال نتوانسته است از ۱۳۰ متر بلندتر شود--

and many researchers say these trees won’t beat that cap

و بسیاری از محققان می‌گویند که این درختان قادر به شکستن این رکورد نیستند

even if they live for thousands of years to come.

حتی اگر آن‌ها هزاران سال بعد از این هم زندگی کنند.

So what exactly is stopping these trees from growing taller, forever?

دقیقاً چه چیزی مانع از مرتفع شدن بیشتر این درختان برای همیشه می‌شود؟

It all comes down to sap.

همه‌چیز از شیره گیاه شروع می‌شود.

In order for trees to grow,

برای اینکه درختان رشد کنند،

they need to bring sugars obtained from photosynthesis

آن‌ها باید قندهای به‌دست‌آمده از فتوسنتز

and nutrients brought in through the root system to wherever growth is happening.

و مواد مغذی موجود در شبکه ریشه‌ها را به هر قسمتی که در حال رشد است بیاورند.

And just like blood circulates in the human body,

درست مانند گردش خون در داخل بدن انسان،

trees are designed to circulate two kinds of sap throughout their bodies –

درختان به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که دو نوع شیره گیاهی را در بدنشان به گردش درآورند--

carrying all the substances a tree’s cells need to live.

تا تمام موادی که سلول‌های درخت برای زندگی لازم دارند تأمین کند.

The first is phloem sap.

اولین مورد آن، شیره فلوئم است.

Containing the sugars generated in leaves during photosynthesis,

که حاوی قندهایی است که برگ‌ها در طول فرایند فتوسنتز تولید کرده‌اند،

phloem sap is thick, like honey,

شیره فلوئم مانند عسل غلیظ است،

and flows down the plant’s phloem tissue to distribute sugar throughout the tree.

و از طریق آوندهای آبکش گیاه جریان میابد تا شکر را در سراسر درخت توزیع کند.

By the end of its journey,

در پایان سفر خود،

the phloem sap has thinned into a watery substance,

شیره فلوئم، کم رنگ شده و به ماده‌ای آبکی تبدیل می‌شود،

pooling at the base of the tree.

و در پایه درخت جمع می‌شود.

Right beside the phloem is the tree’s other tissue type: the xylem.

درست در کنار آوندهای آبکش نوع آوند دیگری به نام بافت چوبی وجود دارد.

This tissue is packed with nutrients and ions like calcium, potassium, and iron,

این بافت با مواد مغذی و یون‌هایی مانند کلسیم، پتاسیم و آهن، فشرده شده است،

which the tree has absorbed through its roots.

که درخت آن‌ها را از طریق ریشه‌ها جذب کرده است.

Here at the tree’s base,

اینجا در پایه درخت،

there are more of these particles in one tissue than the other,

تعداد بیشتری از این ذرات در یک بافت نسبت به بقیه وجود دارد،

so the water from the phloem sap is absorbed into the xylem

بنابراین آب حاصل از شیره فلوئم به داخل بافت چوبی جذب می‌شود

to correct the balance.

تا تعادل ایجاد کند.

This process, called osmotic movement,

این فرآیند که حرکت اسمزی نامیده می‌شود،

creates nutrient-rich xylem sap,

شیره‌ی زایلمی سرشار از مواد مغذی ایجاد می‌کند،

which will then travel up the trunk to spread those nutrients through the tree.

که پس از آن به بالاتنه‌ی درخت می‌رود تا مواد مغذی را از طریق درخت پخش کند.

But this journey faces a formidable obstacle: gravity.

اما این ماجراجویی با یک مانع بزرگ روبرو است، گرانش زمین.

To accomplish this herculean task, the xylem relies on three forces:

برای انجام این کار دشوار، بافت چوبی به سه نیرو متکی است:

transpiration, capillary action, and root pressure.

تعرق، اثر مويينگى، و فشار ریشه.

As part of photosynthesis, leaves open and close pores called stomata.

به‌عنوان بخشی از فتوسنتز، برگ‌ها منافذی به نام استوماتا را باز و بسته می‌کنند.

These openings allow oxygen and carbon dioxide in and out of the leaf,

این باز شدن به اکسیژن و کربن دی‌اکسید امکان ورود و خروج به برگ را می‌دهد.

but they also create an opening through which water evaporates.

همچنین آن‌ها از این طریق منافذی را برای تبخیر آب ایجاد می‌کنند.

This evaporation, called transpiration,

این تبخیر سطحی، تعرق نامیده می‌شود،

creates negative pressure in the xylem, pulling watery xylem sap up the tree.

در بافت چوبی فشار منفی ایجاد می‌کند و باعث بالا رفتن شیره آبکی زایلم در درخت می‌شود.

This pull is aided by a fundamental property of water called capillary action.

این کشش توسط خاصیت پایه‌ای آب به نام اثر مويينگى پدید می‌آید.

In narrow tubes,

در لوله‌های باریک،

the attraction between water molecules

جاذبه بین مولکول‌های آب

and the adhesive forces between the water and its environment can beat out gravity.

و نیروهای چسبندگی بین آب و محیط پیرامون آن می‌توانند برنیروی گرانش غلبه کند.

This capillary motion is in full effect in xylem filaments

این حرکت مويينگى کاملاً در رشته‌های بافت چوبی مؤثر است

thinner than human hair.

که از موی انسان هم نازک‌تر است.

And where these two forces pull the sap,

و جایی است که این دو نیرو شیره را بالا می‌برند،

the osmotic movement at the tree’s base creates root pressure,

حرکت اسمزی در پایه درخت باعث ایجاد فشار ریشه‌ای می‌شود،

pushing fresh xylem sap up the trunk.

که شیره تازه زایلم را به بالای تنه درخت می‌رساند.

Together these forces launch sap to dizzying heights,

این نیروها با هم شیره را به ارتفاعات سرگیجه‌آوری پرتاب می‌کنند،

distributing nutrients, and growing new leaves to photosynthesize –

مواد مغذی را پخش کرده و برگ‌های جدیدی را برای فتوسنتز پرورش می‌دهند--

far above the tree’s roots.

بسیار بالاتر از ریشه‌های درختان.

But despite these sophisticated systems,

اما با وجود این سیستم‌های پیشرفته،

every centimeter is a fight against gravity.

هر سانتی‌متر آن مبارزه‌ای است در برابر نیروی گرانش.

As trees grow taller and taller,

هرچه درختان بلندتر و بلندتر می‌شوند،

the supply of these vital fluids begins to dwindle.

تأمین این مایعات حیاتی شروع به کم شدن می‌کند.

At a certain height,

در یک ارتفاع معین،

trees can no longer afford the lost water that evaporates during photosynthesis.

درختان دیگر قادر به تحمل آبی که در فرایند فتوسنتز تبخیر می‌شود، نیستند.

And without the photosynthesis needed to support additional growth,

و بدون نیاز به فتوسنتز برای حمایت از رشد اضافی،

the tree instead turns its resources towards existing branches.

درختان در عوض، منابع خود را به سمت شاخه‌های موجود انتقال می‌دهند.

This model, known as the “hydraulic limitation hypothesis,”

این مدل، به فرضیه «محدودیت هیدرولیک» معروف است،

is currently our best explanation for why trees have limited heights,

و در حال حاضر بهترین پاسخ ما برای علت محدودیت ارتفاع درختان است،

even in perfect growing conditions.

حتی در شرایط رشد کامل،

And using this model alongside growth rates

و استفاده از این مدل در کنار نرخ رشد

and known needs for nutrients and photosynthesis,

و نیازهای شناخته‌شده برای مواد مغذی و فتوسنتز،

researchers have been able to propose height limits for specific species.

محققان توانسته‌اند محدودیت‌های ارتفاع برای گونه‌های خاص را پیش‌بینی کنند.

So far these limits have held up –

تاکنون این محدودیت‌ها ادامه داشته است -

even the world’s tallest tree still falls about fifteen meters below the cap.

حتی بلندترین درخت جهان حدوداً ۱۵ متر کمتر از این ارتفاع رشد می‌کنند.

Researchers are still investigating the possible explanations for this limit,

محققان هنوز در حال تحقیق در مورد توضیحات احتمالی برای این محدودیت هستند،

and there may not be one universal reason why trees stop growing.

هرچند ممکن است اجماع جهانی برای دلیل توقف رشد ارتفاع درختان وجود نداشته باشد،

But until we learn more,

اما تا زمانی که بیشتر یاد بگیریم،

the height of trees is yet another way that gravity,

ارتفاع درختان روش دیگری است که نیروی گرانش

literally, shapes life on Earth.

به معنای واقعی کلمه، زندگی روی زمین را شکل می‌دهد.