„Most először számították ki, mekkora energiába kerül az, hogy a fák a talajból a legfelső ágaikig felszívják a vizet.
A növényekben naponta sok ezer milliárd liternyi víz szívódik fel a talajból a fák csúcsáig, de még a fűszálak hegyéig eljutni se egyszerű, hisz a gravitációt és a növényi szövetekben fennálló súrlódást is le kell győznie a víznek. A növények mindezt puszta napenergia segítségével végzik el, ami tiszteletre méltó teljesítmény – no de mekkora teljesítmény is igazából?
A Kaliforniai Egyetem (Santa Barbara) kutatói végeztek – először a világon – számításokat, amelyekből kiderült az eredmény, ez utóbbit a Journal of Geophysical Research: Biogeosciences szakfolyóiratban tették közzé.
A fotoszintézishez három dolog kell: szén-dioxid, víz és fény. Az utóbbi két összetevőt azonban a növények ellentétes végein találjuk, a víz a talajban, a fény a magasban elérhető, így ahhoz, hogy működjön a fotoszintézis, a vizet fel kell juttatni oda, ahol fény van. A fejlettebb növények ezt az edénynyalábjaikon át hajtják végre az ún. farészen (xilém) keresztül, míg a fotoszintézis termelte cukrokat a háncsrész (floém) edényei szállítják a levelekből a növény többi részébe. Ezeknek az edénynyaláboknak köszönhetjük azt, hogy ma létezhetnek fák.
Míg az állatok evolúciójában kialakult a szív, amelynek állandó, folyamatos munkája teszi lehetővé, hogy a vér egy zárt keringési rendszeren át a test minden pontjára eljusson, addig a fák szív nélkül oldják meg mindezt, és ezzel rengeteg energiát takarítanak meg. Azonban a fák keringési rendszere nyitott, a levelekből a napfény hatására elpárolog a víz, s ezzel negatív nyomás alakul ki, ami felszívja az alant lévő vizet; e folyamat neve a transzspiráció. Ez gyakorlatilag egy formája annak, ahogy a növények energiát nyernek ki a napfényből. Bár magát a folyamatot jól ismerjük és értjük, azt senki se gondolta, hogy milyen hatalmas mennyiségű energiát is igényel.
Ahhoz, hogy a számításokat elvégezhessék a kutatók, az elmúlt évtized során gyűjtött egyedi vizsgálati adatokra volt szükség, korábban nem állt rendelkezésre a vízfelhasználásról és a xilém működéséről elegendő információ ehhez.
Egyetlen fa naponta 300-400 liter vizet is felszív az ágcsúcsaiba a szállítószövetein át. A fákban és bokrokban a víz felszívásához szükséges energia a számítások szerint a fotoszintézisben felhasznált energiának világátlagban kb. 14 százaléka (félreértés elkerülése végett: ez az energia nem elvesz a fotoszintéziséből, hanem afeletti, külön felhasználás, csak az egyszerűség kedvéért ehhez viszonyították a szakemberek). Ha az összes növényt egybevesszük, akkor ez olyan nagyságrendű energiát jelent, mint amit a bolygónk összes vízerőműve termel! A világ erdőségei évente mintegy 9,4 petawattóra energiát fordítanak arra, hogy a talajból a lombozatukba szivattyúzzák a vizet. Érdekes módon ennek csak egy apró töredékét teszi ki a gravitáció legyőzése, a legnagyobb energiát az viszi el, hogy a saját szövetei ellenállását legyőzze a fa.
Az egyes növények közt hatalmas különbségek lehetnek, a kutatók ezt még pontosítani szeretnék később. Például egy boróka igen szárazságtűrő faj, ezzel együtt jár az, hogy hatalmas ellenállása van, így sokkal nehezebben szívja fel a vizet, ám egy nyárfa olyan könnyedén felszippantja, mintha semmi más dolga nem volna az életben. Van tehát még munka bőven, de nagyságrendileg már most átlátjuk, micsoda hatalmas munkát is végeznek a fák pusztán a víz felszívásával.”
Címlap fotó: UNIVERSITY OF CALIFORNIA
Az eredeti, teljes írást itt olvashatja el.
