Forsker: Træets højde bestemmer bladets størrelse
Dansk Harvard-forsker har fundet en sammenhæng mellem træers højde og grænsen for, hvor store eller små deres blade kan blive.

Sammenhængen mellem træ- og bladstørrelse er ifølge det nye studie knyttet til sukkertransport i træet. (Foto: Colourbox)

Blade vokser ikke i det uendelige. På et tidspunkt rammer de en given størrelse og holder derefter op med at vokse.

Hidtil har forskere ikke vidst hvorfor.

Nu har en dansk forsker fra Harvard studeret data for 2.000 forskellige træarter og fundet ud af, hvad der sætter grænsen for, hvor store blade kan blive.

Det viser sig, at træets højde er den afgørende faktor.

»Vi har studeret 2.000 forskellige træ-typer og fundet en sammenhæng mellem træernes højde, og hvor store eller små deres blade maksimalt kan være. Eksempelvis kan et 10 meter højt træ have blade, der er mellem én millimeter og én meter i længde. Et 100 meter højt træ kan kun have blade, der er mellem 10 og 20 centimeter i længde,« fortæller postdoc ved Harvard University og biofysiker Kaare Hartvig Jensen.

Opdagelsen er netop publiceret i det videnskabelige tidsskrift Physical Review Letters.

Fysikken sætter grænsen for bladstørrelse

Sammenhængen mellem træ- og bladstørrelse er ifølge det nye studie knyttet til sukkertransport i træet.

Alt sukker bliver produceret i træets blade og skal herefter pumpes ned til stammen og rødderne, der hver især forbruger omkring en tredjedel af træets samlede sukkerproduktion.

Når træet skal pumpe sukker gennem bladene og stammen, træder nogle fysiske faktorer i spil.

»I træers sukkerkredsløb eksisterer to modstande - én i stammen og én i bladet. Stammens modstand er ligefrem proportional med højden, mens bladets modstand er omvendt proportional med bladets længde,« fortæller Kaare Hartvig Jensen. 

I sin enkelthed betyder det, at jo højere træet er, des mere kraft skal der til for at få sukkeret rundt i træet, og jo mere kræves der af bladene. For bladet gælder det derimod, at jo længere bladet er, des mindre bliver modstanden, og des hurtigere kan det pumpe sukkeret ind i stammen.

Højere træer har mindre spænd i bladstørrelse

De fysiske faktorer kunne Kaare Hartvig Jensen bruge til at lave en enkelt fysisk model over grænserne for bladstørrelse ved en given træstørrelse.

De højeste træer med ’rigtige’ blade er eukalyptus-træerne. De kan op til mellem 100 og 110 meter høje med blade på mellem 10 og 30 centimer. (Foto: Colourbox)

For træer på eksempelvis 100 meter gælder det således, at det ikke giver mening for træet at producere blade, der er mere end 20 centimeter lange.

Længere blade vil ikke kunne øge hastigheden af sukkertransporten, da det høje træs modstand i stammen sætter grænsen for, hvor hurtig transporten kan foregå.

Et træ på 10 meter har meget mindre modstand i stammen, og derfor kan de sagtens gøre brug af blade, der er op til én meter lange med den dertilhørende høje transporthastighed.

Så små kan blade blive

I den anden ende af størrelsesspektret gælder de samme fysiske omstændigheder.
Her skal bladstørrelsen være stor nok til, at styrken i dets pumpemekanisme overhovedet gør en forskel i forhold til stammens modstand.

Hvis bladet er for lille, kommer sukkeret simpelthen ikke hurtigt nok rundt i træet.

»Derfor vil man se, at høje træer på 100 meter har en nedre grænse for bladstørrelse på 10 centimeter, mens træer på 10 meter med mindre modstand i stammen kan nøjes med blade på omkring én millimeter,« fortæller Kaare Hartvig Jensen.

Fysiske faktorer bestemmer også træers maksimale højde

Det skarpe øje vil fange, at bladenes maksimale og minimale grænser rykker mod hinanden, jo højere træer bliver.

Netop dette forhold kan meget vel være årsagen til, at træer ikke kan blive højere end en given højde.

Ved præcis 106 meter forudsiger Kaare Hartvig Jensens formel, at den minimale og maksimale størrelse for bladstørrelse skiller.

Ved denne højde er stammens modstand så stor, at bladene som minimum skal være større end de maksimalt må være, hvilket naturligvis ikke giver mening.

Tager man et kig ud i naturen, vil man da også finde, at de højeste træer med ’rigtige’ blade er eukalyptus-træerne. De kan op til mellem 100 og 110 meter høje med blade på mellem 10 og 30 centimer.    

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud