Ssylka

Геометрия листа: как форма определяет расстояние падения

Форма листа играет ключевую роль в том, как далеко он может упасть от своего дерева. Исследования показывают, что симметричные листья, такие как у вязов и яблонь, падают быстрее и, как правило, приземляются ближе к основанию дерева. Напротив, листья с лопастями и асимметричные формы имеют тенденцию замедлять своё падение, что позволяет им приземляться на более дальние расстояния.

Деревья, сбрасывающие листву, ежегодно теряют около 40% своего углерода и питательных веществ. Листья, падающие рядом с основанием дерева, имеют больше шансов разложиться и вернуть питательные вещества обратно к дереву. Это подчеркивает важность расположения упавших листьев в процессе естественного круговорота питательных веществ.

На расстояние, на которое падают листья, влияют множество факторов, включая ветер, погоду и форму самого листа. В то время как семена могут извлекать пользу от ветра, листья должны быстро приземляться, чтобы эффективно возвращать питательные вещества.

В исследовании, проведенном Мэттью Бивиано и Кааре Йенсеном из Технического университета Дании, были проанализированы падающие листья 25 видов деревьев, включая дубы, вязи, клены и яблони, а также арабидопсис — лабораторное растение с асимметричными листьями. Для анализа падения использовались лазерно вырезанные бумажные реплики листьев, сбрасываемые в воду для замедления их падения.

Результаты показали, что большинство листьев, включая лопастные листья дуба, падали в пределах 10% от скорости самого быстрого падающего листа (круг с радиусом 1,37 см/с). Асимметричные листья арабидопсиса падали на 15% медленнее, чем самые быстрые формы. Основными переменными, влияющими на скорость падения, оказались симметрия и наличие лопастей.

Добавление мутаций для увеличения асимметрии и лопастей привело к замедлению падения листьев на 15% до 30%. Асимметрия оказалась более значимой для скорости падения, чем лопастность. Это открытие подчеркивает, что форма листа может оказывать значительное влияние на его поведение при падении.

Кроме того, форма листа может зависеть от климатических условий, доступа к питательным веществам и наличия воды. Таким образом, естественная симметрия листьев и меньшая степень лопастности способствуют более эффективному использованию углерода и питательных веществ во время разложения листьев.

Данные исследования, опубликованные 7 мая в журнале Journal of the Royal Society Interface, демонстрируют, как геометрия листа может влиять на процессы, связанные с питательным циклом деревьев.


Новое на сайте