Najvyššie stromy na zemi
Maximálna výška, do ktorej môže strom dorásť, je ovplyvnená fyzikálnymi javmi a samotným druhom stromu. Len 5 druhov zo 60 000, ktoré sú na svete, dokážu rásť do výšky viac ako 90m. (Sekvojovec mamutí, Sekvoja vždyzelená, Smrek sitka, Duglaska tisolistá, Eukalyptus kráľovský).
Za najvyšší strom na svete je v súčasnosti považovaná Sekvoja vždyzelená (Sequoia sempervirens) s názvom Hyperion, ktorá dosahuje výšku 116m. Pre lepšiu predstavu, ako veľký je tento strom, sme vyrobili model, ktorý si môžete pozrieť vo videu nižšie.
Druhým najvyšším stromom na svete je opäť Sekvoja vždyzelená s menom Helios, ktorá meria 113,1m. Pre porovnanie budova Národnej banky Slovenska (NBS) meria 112m.
Medzi spomínané druhy, ktoré môžu dosiahnuť impozantnú výšku, patria napr:
- Duglaska tisolistá (Pseudotsuga menziesii), ktorá vo voľnej prírode dosahuje výšku až 100 metrov.
- Smrek sitka (Picea sitchensis), s výškou až 94 metrov.
- Eukalyptus kráľovský (Eucalyptus regnans), ktorý dosahuje výšku 100m.
Čo spôsobuje, že rastú tak vysoko?
Strom pri svojom raste využíva na pomoc základné fyzikálne javy, na ktoré nemíňa žiadnu energiu. Základom je kapilarita, koreňový tlak, transpirácia. Ak sa spoja všetky tieto javy, strom dokáže preniesť živiny z pod zeme až do najvyšších vrcholov svojej koruny bez vynaloženia energie.
Fyzika stromov
Kapilarita
Nazývaná aj ako vzlínavosť funguje vďaka malým priemerom vlásočníc, ktoré obsahuje strom od koreňov až po korunu. Čím menší priemer, tým vyššie dokáže hladina vody vystúpiť. Cievy (xylémy) v stromoch sa zväčša vyskytujú v hrúbkach 20-800 mikrometrov. Pre porovnanie, ľudský vlas má hrúbku v priemere 55 mikrometrov. Ak by ste si chceli vyskúšať, ako funguje vzlínavosť v bežnom živote, stačí, ak vložíte slamku do pohára s vodou a voda v slamke vystúpi nad úroveň hladiny. Ak by sa strom spoliehal len na kapilaritu, voda by vystúpila len do výšky 1m.
Koreňový tlak
Korene stromov okrem kotvenia v pôde slúžia aj na získavanie živín a vody z okolitej pôdy. Aby dokázali získať živiny a vodu z pôdy, využívajú fyzikálny jav, ktorý sa nazýva osmóza. Funguje na princípe, kedy sa voda z prostredia s nižšou koncentráciou častíc snaží dostať do prostredia s vyššou koncentráciou, aby sa obe koncentrácie vyrovnali. Keďže miazga v koreňoch má vyššiu koncentráciu častíc, tak vlhkosť zo zeme je nasávaná do koreňa cez polopriepustnú koreňovú membránu. Rastlinné bunky sú tvorené z buničiny, čo spôsobuje, že majú obmedzenú rozťažnosť. Neustály prísun vody do bunky a obmedzená rozťažnosť spôsobí, že začne vznikať v bunkách tlak (osmotický tlak).
Transpirácia
Ľudovo nazývané vyparovanie pomáha nielen ochladzovať vzduch, ale je aj neodmysliteľnou súčasťou výstupu vody a živín do koruny stromu. Každá vyparená molekula vody cez prieduchy v liste (stomaty) pôsobí ťahom na susedné molekuly, čo spôsobuje vyťahovanie zvyšných molekúl vody až z koreňovej sústavy. Tento jav by sme mohli nazvať aj ako sací efekt.
Ak by sme mali perfektné vákuum 0 atm., tak voda v kapiláre vystúpi len do výšky 10m. V plynnom skupenstve môže klesnúť tlak len na 0 atm. Keďže sa jedná o kvapalné skupenstvo vody a hovoríme skôr o ťahu ako o tlaku, označujeme túto hodnotu záporne (-).
Vyparovaním molekúl vody sa znižuje tlak na povrchu listu. Na povrchu listu môže byť “negatívny tlak” -15 atm.
Ako najvyššie môže vyrásť strom?
Pri zohľadnení spomínaných faktorov: kapilarita, koreňový tlak, vyparovanie, vedci predpokladajú, že maximálna hranica výšky stromu je 120-130 m, ak nedôjde k fyzickému poškodeniu. To znamená, že v súčasnosti najvyšší strom na planéte Hyperion 116 m (Sekvoja vždyzelená) je stále pod touto hranicou rastu, do ktorej dokáže rásť.
Súhrn zaujímavostí:
- stromy dokážu dorásť do max. výšky 120 -130 m
- voda dokáže vystúpiť do výšky cez 100 m bez toho, aby strom vynaložil energiu
- vyparovaná voda v liste by mala pri tlaku -15 atm. vrieť. To sa však nedeje z dôvodu, že už od začiatku je voda prijatá cez korene bez vzduchových bubliniek
- na získanie 1 molekuly CO2 musí strom vypariť stovky molekúl H20
- menej ako 1% vody je využitých pri fotosyntéze
- menej ako 5% vody je využitých pre rast stromu
- 94% vody je vyparených
Zdroje: