How tall can a tree grow? - Valentin Hammoudi

번역: Soyun Cho 검토: Minjeong Lee

Reaching heights of over 100 meters,

100m 이상 자라는,

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

캘리포니아 세쿼이아는 세계의 6만여 종의 나무를 내려다봅니다.

Growing in the misty Sierra Nevada mountains,

안개가 자욱한 시에라 네바다 산맥에서 서식하는,

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

세계에서 가장 높은 이 나무는 거대한 기둥이 지탱하고 있습니다.

But even these behemoths seem to have their limits.

하지만 이 거목에게도 한계는 있는 것 같습니다.

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

높이가 130m 이상인 세쿼이아는 보고된 적이 없습니다.

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

많은 연구자는 이 기록이 깨지지 않을 거라 말합니다.

even if they live for thousands of years to come.

나무가 1000년을 더 생존하는 경우에도 마찬가지입니다.

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

왜 이 나무들이 끊임없이 성장할 수는 없는걸까요?

It all comes down to sap.

모두 수액 때문입니다.

In order for trees to grow,

나무가 성장하기 위해서는,

they need to bring sugars obtained from photosynthesis

광합성으로 얻은 포도당과

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

뿌리에서 흡수된 영양분이 성장하는 부위로 이동해야 합니다.

And just like blood circulates in the human body,

혈액이 신체를 순환하듯이,

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

2종류의 수액이 나무를 순환하여

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

세포의 생존에 필요한 모든 물질을 전달합니다.

The first is phloem sap.

그중 하나는 체관부 수액입니다.

Containing the sugars generated in leaves during photosynthesis,

광합성으로 생산된 포도당이 포함된,

phloem sap is thick, like honey,

꿀처럼 걸쭉한 수액입니다.

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

이 수액은 체관부 조직을 통해 나무에 포도당을 공급합니다.

By the end of its journey,

이 과정이 끝날쯤에는,

the phloem sap has thinned into a watery substance,

체관부 수액은 물과 비슷한 농도로 묽어져서,

pooling at the base of the tree.

나무 밑동에 고입니다.

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

체관부와 맞닿아 있는 또 다른 나무 조직은 목질부입니다.

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

이 조직은 칼슘과 칼륨, 철과 같은 영양소와 이온으로 구성됩니다.

which the tree has absorbed through its roots.

뿌리를 통해 흡수된 물질입니다.

Here at the tree’s base,

나무의 밑동에서,

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

조직 간 입자의 양이 차이가 나기 때문에,

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

체관부 수액의 수분이 목질부로 흡수되어

to correct the balance.

균형을 맞춥니다.

This process, called osmotic movement,

삼투압 이동 과정으로 불리는 이 과정은

creates nutrient-rich xylem sap,

영양가 높은 물관부 수액을 생성합니다.

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

이후 위로 이동하여 나무의 영양분을 공급하는 역할을 합니다.

But this journey faces a formidable obstacle: gravity.

하지만 이 과정에 중력이라는 큰 장애물이 간섭합니다.

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

이 난관을 극복하기 위해서, 물관은 3가지 작용에 의존합니다.

transpiration, capillary action, and root pressure.

증산 작용, 모세관 현상 그리고 근압입니다.

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

광합성을 하는 동안, 나뭇잎은 기공을 여닫습니다.

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

이 구멍은 산소와 이산화탄소가 잎 안팎으로 드나들 수 있게 합니다.

but they also create an opening through which water evaporates.

하지만 이 구멍으로 수분이 증발하기도 합니다.

This evaporation, called transpiration,

증산 작용이라 불리는 이 증발 현상은,

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

물관에 음압을 형성하여 물관부 수액을 나무 위로 끌어당깁니다.

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

물의 기초적인 성질인 모세관 현상이 이 이동을 돕습니다.

In narrow tubes,

좁은 관 내부에서,

the attraction between water molecules

물 분자 간의 인력,

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

물의 접착력과 주위 환경으로 중력을 이겨낼 수 있습니다.

This capillary motion is in full effect in xylem filaments

모세관 현상은 머리카락보다 얇은 물관 줄기에서

thinner than human hair.

가장 효과적입니다.

And where these two forces pull the sap,

이 두 가지의 힘이 수액을 당길 때,

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

나무 밑동의 삼투압 현상이 근압을 생성하여,

pushing fresh xylem sap up the trunk.

신선한 물관부 수액을 줄기 위로 밀어냅니다.

Together these forces launch sap to dizzying heights,

이 힘이 합쳐져서 수액을 놀라울 정도로 높게 올려서,

distributing nutrients, and growing new leaves to photosynthesize –

영양분을 배분하여, 광합성 할 새로운 잎을 기릅니다.

far above the tree’s roots.

나무의 뿌리보다 훨씬 높은 위치죠.

But despite these sophisticated systems,

그러나 이런 정교한 체계에도,

every centimeter is a fight against gravity.

매 1cm의 성장은 늘 중력과의 싸움입니다.

As trees grow taller and taller,

나무가 더 높이 자라나면서,

the supply of these vital fluids begins to dwindle.

생명에 필수적인 액체의 공급은 감소하기 시작합니다.

At a certain height,

특정한 높이에 도달하면,

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

나무는 더는 광합성으로 증발하는 수분 손실을 감당할 수 없습니다.

And without the photosynthesis needed to support additional growth,

이후의 성장에 필수적인 광합성을 포기하고,

the tree instead turns its resources towards existing branches.

대신 그 영양분을 기존의 가지에 공급합니다.

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

'수력 제한 가설'로 알려진 이 모델은

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

현재로서는 나무의 성장 한계의 원인을 설명하는데 가장 적합한 가설입니다.

even in perfect growing conditions.

성장에 가장 이상적인 환경에서 조차요.

And using this model alongside growth rates

성장률과 이 모델 그리고

and known needs for nutrients and photosynthesis,

양분과 광합성의 필요성에 관한 기존의 지식을 모두 이용해서,

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

연구자들은 특정 과의 나무의 성장 한계를 주장할 수 있었습니다.

So far these limits have held up –

지금까지는 이 주장이 옳았습니다.

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

세계에서 가장 높은 나무조차

최고로 성장할 수 있는 높이보다는 15m 보다 낮습니다.

Researchers are still investigating the possible explanations for this limit,

연구자들은 아직도 이 한계를 설명할 수 있는 가설을 탐구 중입니다.

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

나무가 성장을 중지하는 요인은 다양합니다.

But until we learn more,

그러나 정확히 밝혀지기 전까지는,

the height of trees is yet another way that gravity,

나무의 높이는 중력이,

literally, shapes life on Earth.

말 그대로, 지구의 생명체를 만드는 또 다른 방식입니다.