Моделі сумарних об’ємів розгалуженої мережі, що ілюструють, як змінюється загальний об’єм мережі (зовнішня форма, позначена чорним кольором) і загальний провідний об’єм (внутрішня форма, виділена червоним кольором) з різними коефіцієнтами (Фото:phys.org)

Наукова спільнота тривалий час була знайома з «правилом дерев» Леонардо да Вінчі. Однак учені з Бангорського університету у Великій Британії та Шведського університету сільськогосподарських наук (SLU) прийшли спростували його.

Леонардо да Вінчі колись помітив: дерево майже завжди росте таким чином, що товщина всіх гілок дерева на будь-якій його висоті, складена разом, дає товщину стовбура.

Це правило також було застосовне до судинних каналів, через які дерева транспортують воду. Передбачалося, що розміри цих каналів зменшуються в міру збільшення дерева у висоту, разом зі збільшенням об’єму стовбура. Ця концепція була включена в теорію метаболічного масштабування.

Однак дослідники з Бангорського університету і SLU дійшли висновку, що ця модель не відповідає дійсності внутрішніх судинних структур дерев. Їхнє дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для ефективного переміщення води та поживних речовин від коренів до листя дерева повинні підтримувати гідравлічний опір. Вчені встановили, що «правило дерев» перестає працювати, коли необхідно підтримувати цей гідравлічний опір.

Доктор Рубен Вальбуена з Бангорського університету і Стюарт Сопп з SLU пояснили, що для підтримки гідравлічного опору судинні канали дерев повинні змінювати свій розмір. Це означає, що дерева зменшуються в об’ємі в міру наближення до вершин, що збільшує співвідношення капілярів до маси дерева.

Ці відкриття можуть мати важливий вплив на розуміння рослинних систем і їхньої взаємодії з навколишнім середовищем. Вчені вважають, що вони також можуть допомогти пояснити, чому великі дерева більш уразливі до посухи і зміни клімату.