How tall can a tree grow? - Valentin Hammoudi

Переводчик: Вадим Гузик Редактор: Ростислав Голод

Reaching heights of over 100 meters,

Устремляясь на более 100 метров ввысь,

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

калифорнийские секвойи возвышаются над остальными 60 000 видами деревьев.

Growing in the misty Sierra Nevada mountains,

Произрастая в туманных горах Сьерра-Невады,

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

секвойи имеют самые высокие стволы в мире деревьев.

But even these behemoths seem to have their limits.

Но, похоже, что даже у таких зелёных великанов есть свои границы.

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

Самые высокие из известных секвой не вырастали выше 130 метров,

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

и учёные считают, что эти деревья не вырастут выше упомянутой отметки,

even if they live for thousands of years to come.

даже если будут существовать не одну тысячу лет.

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

Так что же не даёт этим деревьям расти до бесконечности ввысь?

It all comes down to sap.

Основная причина — древесный сок.

In order for trees to grow,

Чтобы дерево росло,

they need to bring sugars obtained from photosynthesis

ему необходима доставка сахаров, полученных в результате фотосинтеза,

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

и других питательных веществ от корневой системы.

And just like blood circulates in the human body,

И подобно тому, как в организме происходит кровообращение,

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

внутри дерева происходит обращение двух видов древесного сока,

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

которые переносят все необходимые вещества для функционирования клеток.

The first is phloem sap.

Первый — это флоэмный сок.

Containing the sugars generated in leaves during photosynthesis,

Благодаря содержанию сахаров, вырабатываемых листьями

phloem sap is thick, like honey,

в процессе фотосинтеза, флоэмный сок густой, как мёд,

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

и сочится вниз по флоэмной ткани — так сахароза распределяется внутри дерева.

By the end of its journey,

В конце своего пути

the phloem sap has thinned into a watery substance,

флоэмный сок истощается и превращается в водянистую жидкость,

pooling at the base of the tree.

которая запасается у основания дерева.

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

С флоэмой граничит ещё одна ткань — ксилема.

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

В этой ткани содержатся питательные вещества и ионы,

такие как кальций, фтор и железо, которые поглощаются корнями.

which the tree has absorbed through its roots.

Here at the tree’s base,

Здесь, у основания дерева,

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

таких веществ больше в одной ткани, чем в другой,

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

поэтому вода из флоэмного сока впитывается в ксилему,

to correct the balance.

и между тканями устанавливается баланс.

This process, called osmotic movement,

В результате этого процесса, называемого осмосом,

creates nutrient-rich xylem sap,

получается богатый питательными веществами ксилемный сок,

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

который обычно течёт вверх по стволу и доставляет питательные вещества к листьям.

But this journey faces a formidable obstacle: gravity.

Однако на пути встаёт серьёзное препятствие — сила притяжения.

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

Чтобы справиться с этой неимоверной силой, ксилеме помогают три силы:

transpiration, capillary action, and root pressure.

транспирация, капиллярный эффект и давление в корне.

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

В процессе фотосинтеза у листьев открываются и закрывают поры, или устьица.

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

Через эти щели в лист поступает углекислый газ и выходит кислород,

but they also create an opening through which water evaporates.

но также через эти отверстия испаряется вода.

This evaporation, called transpiration,

В результате процесса испарения, называемого транспирацией,

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

в ксилеме создаётся отрицательное давление и сок движется вверх по стволу.

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

Движению способствует главное свойство воды — капиллярный эффект.

In narrow tubes,

В узких сосудах

the attraction between water molecules

притяжение между молекулами воды

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

и адгезия воды и окружающих поверхностей способны преодолеть силу притяжения.

This capillary motion is in full effect in xylem filaments

В полной мере капиллярный эффект наблюдается в волокнах ксилемы,

thinner than human hair.

которые тоньше человеческого волоса.

And where these two forces pull the sap,

Под действием этих двух сил, заставляющих течь древесный сок,

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

у основания дерева возникает осмос, создающий давление в корневой системе,

pushing fresh xylem sap up the trunk.

таким образом свежий ксилемный сок начинает движение вверх по стволу.

Together these forces launch sap to dizzying heights,

Вместе эти силы способны доставлять сок на неимоверные высоты,

distributing nutrients, and growing new leaves to photosynthesize –

распределяя питательные вещества и позволяя листьям расти

и участвовать в фотосинтезе на большом расстоянии от корней.

far above the tree’s roots.

But despite these sophisticated systems,

Но несмотря на сложное устройство,

every centimeter is a fight against gravity.

каждый сантиметр дерева — это напряжённая борьба с гравитацией.

As trees grow taller and taller,

По мере роста

the supply of these vital fluids begins to dwindle.

потоки ценных веществ начинают ослабевать.

At a certain height,

На определённой высоте

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

деревья уже не могут позволить себе терять воду в результате фотосинтеза.

And without the photosynthesis needed to support additional growth,

А без фотосинтеза, который необходим для дальнейшего роста,

the tree instead turns its resources towards existing branches.

дерево наоборот направляет ресурсы к уже́ существующим ветками.

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

Эта модель, известная как гипотеза гидравлического ограничения,

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

на сегодняшний день является единственным объяснением, почему высота деревьев

может быть ограничена, даже несмотря на благоприятные условия для роста.

even in perfect growing conditions.

And using this model alongside growth rates

Применяя эту модель, а также скорости роста

and known needs for nutrients and photosynthesis,

и известные данные о потребностях в питательных веществах и фотосинтезе,

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

учёные рассчитали предельные размеры для определённых видов деревьев.

So far these limits have held up –

На сегодняшний день эти границы не достигнуты:

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

даже самое высокое дерево в мире почти на 15 метров ниже порога роста.

Researchers are still investigating the possible explanations for this limit,

Учёные всё ещё исследуют возможные объяснения этого предела,

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

и возможно, не существует универсальной причины, почему деревья перестают расти.

But until we learn more,

Но пока мы не получим новых данных,

the height of trees is yet another way that gravity,

высота деревьев будет оставаться ещё одним примером того,

literally, shapes life on Earth.

как гравитация определяет жизнь на Земле.