How tall can a tree grow? - Valentin Hammoudi

Translator: Kerati Piyarat Reviewer: Sakunphat Jirawuthitanant

Reaching heights of over 100 meters,

ด้วยความสูงที่มากกว่า 100 เมตร

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

ต้นสนยักษ์ซีคัวยาของรัฐแคลิฟอร์เนีย มีความสูงกว่า 60,000 สปีชีส์ต้นไม้ทั่วโลก

Growing in the misty Sierra Nevada mountains,

พวกมันเติบโตขึ้นที่หุบเขาแห่งหมอก เซียร์ราเนวาดา

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

ลำต้นขนาดมหึมาของพวกมัน ช่วยค้ำจุนต้นไม้ที่ใหญ่ที่สุดในโลกนี้

But even these behemoths seem to have their limits.

อย่างไรก็ตาม แม้แต่ยักษ์ใหญ่พวกนี้ ก็มีขีดจำกัดเหมือนกัน

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

ไม่มีต้นสนยักษ์ซีคัวยาต้นใดที่เติบโต ได้สูงกว่า 130 เมตร

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

และงานวิจัยต่าง ๆ ก็ยังพบว่าต้นไม้พันธุ์นี้ จะไม่มีวันก้าวข้ามขีดจำกัดได้

even if they live for thousands of years to come.

ถึงแม้พวกมันจะมีอายุยืนนาน ไปอีกหลายพันปีข้างหน้า

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

ถ้าเช่นนั้น สิ่งใดที่ทำให้ต้นไม้พวกนี้ หยุดการเจริญเติบโตไปตลอดกาลกันล่ะ

It all comes down to sap.

คำตอบก็คือยางไม้นั่นเอง

In order for trees to grow,

การที่ต้นไม้จะเจริญเติบโตได้นั้น

they need to bring sugars obtained from photosynthesis

พวกมันจะต้องนำน้ำตาลที่ได้รับ จากการสังเคราะห์แสง

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

และสารอาหารที่ได้รับผ่านทางระบบราก ไปสู่ที่ใด ๆ ก็ตามที่เกิดการเจริญเติบโตขึ้น

And just like blood circulates in the human body,

เช่นเดียวกับเลือดที่หมุนเวียนในตัวมนุษย์

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

ต้นไม้นั้นถูกสร้างขึ้นให้มียางไม้หมุนเวียน ในลำต้นอยู่ด้วยกันสองแบบ

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

ลำเลียงสารอาหารต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของเซลล์ต้นไม้

The first is phloem sap.

แบบแรกคือ ยางไม้โฟลเอม

Containing the sugars generated in leaves during photosynthesis,

ซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงน้ำตาลจากใบไม้ ในช่วงสังเคราะห์แสง

phloem sap is thick, like honey,

ยางไม้โฟลเอมนั้นมีความเหนียวเหมือนน้ำผึ้ง

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

และยังสามารถลำเลียงลงไปที่เนื้อเยื่อโฟลเอม เพื่อกระจายน้ำตาลไปทั่วทั้งต้น

By the end of its journey,

ช่วงท้ายของยางไม้ชนิดนี้

the phloem sap has thinned into a watery substance,

มันจะกลายเป็นสารเหนียว ๆ

pooling at the base of the tree.

รวมกันอยู่ที่โคนต้นไม้

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

อีกเนื้อเยื่อหนึ่งซึ่งอยู่ติดกับโฟลเอมเลย นั่นก็คือ เนื้อเยื่อไซเล็ม

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

เนื้อเยื่อนี้อุดมไปด้วยสารอาหารและประจุไอออน เช่น แคลเซียม โพแทสเซียม และธาตุเหล็ก

which the tree has absorbed through its roots.

ซึ่งมาจากการที่รากของมันนั้นได้ดูดซับ สารอาหารพวกนี้ไว้

Here at the tree’s base,

นี่คือส่วนของโคนต้นไม้

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

มีสารอาหารอยู่ในเนื้อเยื่อ มากกว่าอีกฝั่งหนึ่ง

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

ดังนั้น น้ำจากเนื้อเยื่อโฟลเอมจึงถูก ดูดซึมเข้าไปสู่เนื้อเยื่อไซเล็ม

to correct the balance.

เพื่อให้ทั้งสองสมดุลกัน

This process, called osmotic movement,

กระบวนการนี้ เราเรียกมันว่า การเคลื่อนที่แบบออสโมติก

creates nutrient-rich xylem sap,

ซึ่งช่วยสร้างยางไม้ไซเล็ม ซึ่งมีสารอาหารจำนวนมาก

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

ยางไม้ชนิดนี้จะลำเลียงขึ้นบนไปทางลำต้น แจกจ่ายสารอาหารต่าง ๆ ไปทั่วต้นไม้

But this journey faces a formidable obstacle: gravity.

ทว่าการเดินทางครั้งนี้จะพบกับอุปสรรค อันน่าสะพรึง ซึ่งนั่นก็คือแรงโน้มถ่วง

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

เพื่อที่จะบรรลุเป้าหมายอันทรหดนี้ ไซเล็มจะต้องพึ่งพาสามกระบวนการนี้

transpiration, capillary action, and root pressure.

การคายน้ำ การซึมตามรูเล็ก ๆ และแรงดันราก

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

ส่วนหนึ่งของการสังเคราะห์แสง คือการที่ใบไม้นั้นเปิดและปิดปากใบ

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

การทำเช่นนี้ จะเกิดการแลกเปลี่ยนออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปากใบ

but they also create an opening through which water evaporates.

มากไปกว่านั้น มันยังสร้างช่องทาง ที่ทำให้น้ำระเหยออกมาได้ด้วย

This evaporation, called transpiration,

การระเหยนี้ เราเรียกมันว่า การคายน้ำ

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

ซึ่งจะสร้างแรงดันลบให้กับไซเล็ม ทำให้น้ำจากไซเล็มลำเลียงขึ้นมาส่วนบนได้

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

กระบวนการนี้มีคุณสมบัติพื้นฐานของน้ำ เป็นตัวช่วย เราเรียกมันว่าการซึมตามรูเล็ก ๆ

In narrow tubes,

ในท่อลำเลียงเล็ก ๆ

the attraction between water molecules

แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ

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

กับแรงยึดเกาะของน้ำต่อสภาพแวดล้อม สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้

This capillary motion is in full effect in xylem filaments

กระบวนการซึมตามท่อลำเลียงเล็ก ๆ นี้ ทำงานเต็มประสิทธิภาพภายในเส้นใยไซเล็ม

thinner than human hair.

ท่อพวกนี้บางกว่าเส้นผมคนเสียอีก

And where these two forces pull the sap,

และเมื่อใดก็ตามที่สองกระบวนการนี้ ไปดันยางไม้ขึ้นมา

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

การเคลื่อนที่แบบออสโมติกที่โคนต้นไม้ จะสร้างแรงดันรากขึ้นมา

pushing fresh xylem sap up the trunk.

ซึ่งทำให้ยางไม้ไซเล็มที่ผลิตใหม่ สามารถลำเลียงขึ้นไปบนลำต้น

Together these forces launch sap to dizzying heights,

เมื่อสามกระบวนการนี้มารวมกัน จะสามารถลำเลียงยางไม้ขึ้นไปได้สูงทีเดียว

distributing nutrients, and growing new leaves to photosynthesize –

กระจายสารอาหาร และแตกใบใหม่ เพื่อสังเคราะห์แสง

far above the tree’s roots.

ในความสูงที่ไกลจากรากต้นไม้ขึ้นไปอีก

But despite these sophisticated systems,

แต่แม้จะมีระบบที่ซับซ้อนเหล่านี้

every centimeter is a fight against gravity.

ทุก ๆเซนติเมตรที่ต้นไม้เติบโต นั่นคือการต่อสู้กับแรงโน้มถ่วง

As trees grow taller and taller,

เมื่อต้นไม้สูงขึ้นเรื่อย ๆ

the supply of these vital fluids begins to dwindle.

ทรัพยากรของเหลวที่สำคัญเหล่านี้ ก็ลดลงเรื่อย ๆ

At a certain height,

เมื่อความสูงถึงจุด ๆหนึ่ง

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

ต้นไม้จะไม่สามารถจัดหาน้ำที่ระเหยไป จากกระบวนการสังเคราะห์แสง

And without the photosynthesis needed to support additional growth,

และเมื่อไม่มีกระบวนการสังเคราะห์แสง เพื่อการเจริญเติบโตแล้ว

the tree instead turns its resources towards existing branches.

ต้นไม้ก็จะเปลี่ยนทรัพยากรไปให้กับ กิ่งก้านที่มีอยู่แล้ว

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

ตัวแบบนี้รู้จักในชื่อ "สมมติฐานข้อจำกัดเชิงชลศาสตร์"

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

ในปัจจุบันนับว่าเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุดว่า ทำไมต้นไม้ถึงมีความสูงจำกัด

even in perfect growing conditions.

แม้อยู่ในสภาพการเจริญเติบโตที่สมบูรณ์แบบ

And using this model alongside growth rates

การใช้ตัวแบบนี้ ควบคู่ไปกับอัตราการเจริญเติบโต

and known needs for nutrients and photosynthesis,

และความรู้ที่มีเกี่ยวกับสารอาหาร และการสังเคราะห์แสง

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

นักวิจัยจึงสามารถระบุขีดจำกัดความสูง กับต้นไม้บางสายพันธ์ุ

So far these limits have held up –

แม้ว่าขีดจำกัดเหล่านี้ได้ถูกคำนวณขึ้น

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

ต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลกก็ยังมีความสูง ต่ำกว่าขีดจำกัดถึง 15 เมตร

Researchers are still investigating the possible explanations for this limit,

นักวิจัยยังคงค้นคว้าถึงคำอธิบาย ที่เป็นไปได้ของขีดจำกัดความสูงนี้

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

และมันอาจไมได้มีเพียงเหตุผลเดียวที่ว่า ทำไมต้นไม้ถึงหยุดเจริญเติบโต

But until we learn more,

จนกว่าเราจะมีข้อมูลเพิ่มเติม

the height of trees is yet another way that gravity,

ความสูงของต้นไม้จึงนับว่าเป็น เครื่องหมายที่ว่า

literally, shapes life on Earth.

แรงโน้มถ่วงนั้นได้กำหนดชีวิต บนโลกใบนี้อย่างแท้จริง