Czy wiesz, dlaczego rośliny w tropikach mają duże liście?

Jeśli kiedykolwiek byłeś w egzotycznych krajach - lub przynajmniej uwielbiałeś programy o nich, możesz łatwo zauważyć, co następuje. Rozmiar liści zwiększa się, gdy przenosisz się z surowych północnych stref klimatycznych do tropikalnych szerokości geograficznych, gdzie panuje wilgoć i ciepło.

Ich powierzchnia może być różna: od 1 mm² do 1 m², a nawet więcej. Rośliny o dużych liściach, takie jak banany, żyją w tropikach, podczas gdy rośliny o małych liściach, takie jak wrzos i koniczyna, występują bliżej zimnych szerokości geograficznych.

Związek między wielkością liści a ich położeniem jest oczywisty. Spójrz na palmę kokosową i porównaj ją z tym samym świerka wątpliwości same znikną.

Po raz pierwszy botanicy zwrócili uwagę na ten trend już w XIX wieku, ale przez długi czas nie mogli znaleźć przekonującego wyjaśnienia tego zjawiska.

Jedna teoria powiedziałże duże liście pomagają roślinie uniknąć przegrzania. Rzeczywiście, ze względu na swoją powierzchnię potrafią akumulować i efektywnie rozprowadzać ciepło, zapobiegając jego koncentracji w jednym miejscu. Ale jednocześnie liść przechwytuje więcej światła słonecznego. Wydaje się więc, że rośliny o dużych liściach powinny rozwijać się w zimnych regionach, a nie w tropikach.

Aby rozwikłać tę zagadkę, naukowcy z Macquarie University w Sydney, kierowani przez Iana Wrighta zbadane 7670 gatunków roślin żyjących na różnych szerokościach geograficznych. Szukali związku między rozmiarem liścia a różnymi aspektami klimatu, takimi jak temperatura w ciągu dnia i nocy, opady i wilgotność.

W rezultacie zespół Wrighta odkrył, że dla roślin równie ważne jest unikanie nocnych przymrozków, jak unikanie udaru cieplnego w ciągu dnia.

Naukowcy odkryli, że istnieje równowaga między wielkością liści a ich zdolnością do regulowania temperatury. To zależy od dwóch głównych czynników. Po pierwsze, roślina musi mieć wystarczającą ilość wody w liściach, aby ochłodzić się w procesie zwanym transpiracją – jej mechanika jest podobna do wyzysk w ludziach.

Po drugie, ważna jest grubość granicznej warstwy powietrza wokół liści. Jest to cienki obszar otaczający każdą z nich. Jej wymiary wpływają na szybkość wymiany gazów i energii pomiędzy blachą a otoczeniem.

Większe liście mają nad sobą grubsze warstwy graniczne powietrza, co czyni je bardziej podatnymi na ekstremalne temperatury. W końcu im grubszy jest ten obszar, tym wolniej proces transpiracji. Powietrze stanowi swego rodzaju izolację, która w nocy utrudnia odbiór ciepła z otoczenia.

Dlatego rośliny o dużych liściach nie są szczególnie powszechne zarówno na północnych szerokościach geograficznych, jak iw klimacie pustynnym. Grube warstwy graniczne utrudniają utrzymanie ciepła w nocy i zwiększają ryzyko szkód spowodowanych mrozem. Podobnie w gorącym klimacie pustynnym liść przegrzewa się w ciągu dnia i nie ma wystarczającej ilości wody do chłodzenia przez transpirację.

Ale w gorących i jednocześnie wilgotnych tropikach duże liście doskonały. W ciągu dnia są w stanie skutecznie ochłodzić się przez transpirację, w przeciwieństwie do roślin pustynnych, które nie mogą sobie pozwolić na utratę tak dużej ilości wody. A w nocy nie zagrażają im uszkodzenia spowodowane mrozem, które występują zarówno na północnych szerokościach geograficznych, jak i na pustyniach.

Duże liście mogą zbierać więcej dwutlenku węgla ze środowiska, co jest niezbędne do fotosyntezy. Pozwalają również roślinom uzyskać więcej światła w gęstym lesie deszczowym, gdzie promienie przenikają tylko przez gęsty baldachim. W tropikach jest dużo wilgoci, której rośliny nie potrzebują martwić się o braku płynów i mogą mieć duże liście do intensywniejszej transpiracji.

Wreszcie w dżungli konto dla walczyć o światło, wodę i składniki odżywcze. Duże liście zajmują więcej miejsca i nakładają się na sąsiadów. Oznacza to gromadzenie większej ilości wody deszczowej i światła.

Ogólnie rzecz biorąc, duże liście są dobre. Oczywiście nawet skromna brzoza chciałaby mieć takie same wiechy jak u palmy rodzaj rafii królewskiej - 16 metrów długości i 3 szerokości. Ale takie kadłuby po prostu zamarzną w nocy, dlatego rośliny strefy środkowej muszą zadowolić się tym, co mają.