ما فقط یک ویژگی مخفی پیدا کردیم که ممکن است به درختان ردوود کمک کند تا در تغییرات آب و هوایی زنده بمانند

ما فقط یک ویژگی مخفی پیدا کردیم که ممکن است به درختان ردوود کمک کند تا در تغییرات آب و هوایی زنده بمانند

Redwoods ساحلی درختان شگفت انگیزی هستند که دانشمندان برای نسل ها مطالعه کرده اند. ما می دانیم که آنها بلندترین درختان زنده هستند و برای هزاران سال زنده مانده اند، مقاومت در برابر آتش و آفات.

 

از آنجایی که سرخ‌چوب‌ها عمر طولانی، بزرگ و مقاوم در برابر پوسیدگی دارند، جنگل‌هایی که بر آنها تسلط دارند جرم بالای زمین بیشتر و بنابراین احتمالاً کربن بیشتر از هر اکوسیستم دیگری روی زمین است.

با این وجود، هنگام کار بر روی مطالعه اخیراً منتشر شده، همکاران در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، و Cal Poly Humboldt و من رازی را یاد گرفتم که دقیقاً زیر بینی ما نشسته بود.

Redwoods به نظر می رسد، دو نوع برگ متفاوت به نظر می رسد و وظایف بسیار متفاوتی را انجام دهند. این ویژگی که قبلاً ناشناخته بود به درختان کمک می کند تا با شرایط مرطوب و خشک سازگار شوند – توانایی ای که می تواند کلید بقای آنها در آب و هوای متغیر باشد.

فقط آب کافی

هرجا که درختان رشد کنند، دیر یا زود برگهای آنها خیس می شود. برای درختان در محیط‌های مرطوب، اگر لایه‌های آب روزنه‌های آنها را بپوشاند، می‌تواند مشکل ساز باشد. این منافذ ریز به دی اکسید کربن اجازه ورود به برگ ها را می دهند تا درخت بتواند آن را با آب ترکیب کند و بافت گیاهی را از طریق فتوسنتز.

بسیاری از درختانی که در جنگل‌های مرطوب مشترک هستند، برگ‌هایی با سازگاری دارند که از تشکیل این لایه های آبی جلوگیری می کند.

در مقابل، درختانی که در محیط های خشک رشد می کنند از دوره های کوتاه مرطوب شدن برگ برای آب ارزشمند را مستقیماً از سطح برگ های خود جذب می کند، از طریق ساختارهای برگ ویژه، و حتی از طریق روزنه های آنها.

 

اما برخی از درختان، از جمله درختان قرمز ساحلی، در محیط‌های مرطوب و خشک با تغییرات فصلی شدید زندگی می‌کنند.

برای درختان پهن برگ مانند

%D8%A7%D9%85%D8%A7%20%D8%B3%D8%B1%D8%AE%E2%80%8C%D9%88%D9%88%D8%AF%D9%87%D8%A7%20%D9%85%D8%AE%D8%B1%D9%88%D8%B7%DB%8C%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%20%DB%8C%D8%A7%20%D8%AF%D8%B1%D8%AE%D8%AA%D8%A7%D9%86%20%D9%85%D8%AE%D8%B1%D9%88%D8%B7%DB%8C%20%D9%87%D8%B3%D8%AA%D9%86%D8%AF%D8%8C%20%D8%A8%D8%A7%20تعادل مجدد، اهداف نازک و مسطح مانند جذب آب و جذب مجدد سوزن های صاف

ما می‌دانستیم که می‌خواهیم بررسی کنیم که چگونه چوب‌های قرمز با چالش متناقض مرطوب بودن برگ مواجه شدند، چه مقدار آب می‌توانند جذب کنند، و کدام ویژگی‌های برگ باعث ایجاد تفاوت در ظرفیت جذب آب می‌شوند.

آنچه یاد گرفتیم آمد. به عنوان یک شگفتی کامل.

درختان بزرگ با رازهای بزرگ

دانشمندان مدت‌هاست که درباره درختان قرمز قابلیت جذب آب از طریق برگها. اما فهمیدن اینکه چوب قرمز چقدر آب می تواند از این طریق جذب کند، و اینکه چگونه ظرفیت انجام این کار ممکن است از یک نوع آب و هوا به نوع دیگر متفاوت باشد، یک چالش واقعی در این گونه است.

اول، یک چوب سرخ بزرگ دارای یک چالش واقعی است. بیش از ۱۰۰ میلیون برگ با مقدار عظیم سطح برای جذب آب. و این برگ‌ها به‌شدت با ارتفاع تغییر ساختار می‌دهند، از بلند و صاف به کوتاه و خروس‌مانند تبدیل می‌شوند. بنابراین ما نمی‌توانیم این کار را با چیدن برگ‌ها در سطح زمین به درستی انجام دهیم.

 

برای پیچیده‌تر کردن مسائل، گرانش همیشه ستون غول‌پیکر آب را به سمت پایین فشار می‌دهد که از طریق یک ستون به سمت بالا بالا می‌رود. تنه ردوود در نتیجه، برگ‌های بالای درخت همیشه آب کمتری در دسترس دارند نسبت به برگ‌های پایین‌تر.

خشکی ذاتی بالای درخت باید آب را سریعتر به داخل برگ بکشد تا برگهای غنی از آب در پایین، درست همانطور که یک اسفنج خشک سریعتر از یک اسفنج مرطوب آب را جمع می کند.

برای تصویری دقیق از نحوه ریزش چوب قرمز. آب جذب شده، ما به برگ درختان در محیط های مرطوب و خشک و از ارتفاعات چندگانه روی آن درختان نیاز داشتیم.

برای اینکه آنها را به سطح آب طبیعی مبتنی بر گرانش برای تجزیه و تحلیل برسانیم، نمونه های برگ خود را در یک مکان قرار دادیم. محفظه مه شکن – در این مورد، یک سینه یخ به مرطوب‌کننده اتاق متصل می‌شود – و افزایش وزن را در طول زمان اندازه‌گیری کرد تا ببیند چگونه مقدار زیادی آب را می‌توانستند جذب کنند.

ردی از سرنخ‌ها

همانطور که دسته‌هایی از شاخه‌های چوب سرخ را جدا کردیم تا در مه غوطه‌ور شوند، هر خوشه را به قطعات تقسیم کردیم. خوشه‌های شاخه‌های سرخ‌وود از یک هسته چوبی بیرون می‌آیند و به شاخه‌های منفرد در سنین مختلف تقسیم می‌شوند که هر کدام مجموعه‌ای از برگ‌های خاص خود را دارند. ما شاخه ها را در امتداد محور مرکزی چوبی از شاخه های انعطاف پذیر بسیار رایج تر در لبه های بیرونی هر خوشه جدا کردیم.

به سرعت مشخص شد که شاخه های محور مرکزی دارای برگ هایی هستند که می توانند آب را سه برابر سریعتر از برگ های محیطی جذب کنند. وقتی با میکروسکوپ به داخل برگ‌ها نگاه کردیم، متوجه شدیم که آنها دو نوع کاملاً متفاوت هستند.

از بیرون هم یکسان به نظر نمی‌رسند، اما این به قدری غیرمنتظره بود که لازم بود آنها را ببینیم. ساختار داخلی واقعاً خودمان را متقاعد کنیم.

""(آلانا چین/UC دیویس)

بالا: دو برگ متفاوت یک چوب سرخ. برگ محیطی (سمت چپ) روی فتوسنتز تمرکز می کند در حالی که برگ محوری (راست) به جذب آب اختصاص دارد.

برگ های محوری با سلول های ذخیره آب پر شده بودند. اما آبکش آنها – لوله های موجود در برگ ها که قندهای فتوسنتزی را به درخت صادر می کنند – مسدود و بی فایده به نظر می رسید. اگر درختی برگ‌هایی داشته باشد، عقل مرسوم این است که آن‌ها برای فتوسنتز وجود دارند، اما ما نمی‌دانیم که آیا برگ‌های محوری هدف متفاوتی دارند.

 

با برخی اندازه‌گیری‌های اضافی، متوجه شدیم. که برگ های محوری سرخ چوب ها برای جذب آب تخصصی هستند. تفاوت بین سطوح برگ های محوری و محیطی، به ویژه پوشش موم آنها، باعث تفاوت در میزان جذب آب آنها می شود.

بر خلاف برگ های محوری، برگ های محیطی سرخ چوب ها دارای سطوح مومی شکل با روزنه های زیادی هستند. این به توضیح چگونگی فتوسنتز آنها در تمام طول سال کمک کرد بدون توجه به فصل مرطوب طولانی در بسیاری از موارد از زیستگاه فعلی آنها.

تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که برگهای محوری درختان قرمز تنها حدود ۵ درصد از کل سطح برگ درختان را تشکیل می دهند و به سختی انرژی کافی را از طریق فتوسنتز برای حفظ خود تولید می کنند. اما آنها تا ۳۰ درصد از کل ظرفیت جذب آب درختان را تشکیل می دهند.

این دو نوع برگ با هم، الزامات دوئل فتوسنتز و جذب آب را متعادل می کنند و به قرمز چوب ها اجازه می دهند در زیستگاه های مرطوب و خشک رشد کنند.

استفاده از اندازه گیری درخت و معادلات تخمین سطح برگ چوب سرخ، ما تخمین زدیم که این غول های تشنه می توانند در اولین ساعت خیس شدن بارندگی، ۱۰۵ پوند (۴۸ کیلوگرم) آب جذب کنند. برگ های آنها این معادل ۱۰۱ پیمانه آبجو است.

اهمیت برای چوب های قرمز

درک اینکه چه چیزی باعث تغییر در ظرفیت جذب برگ های سرخ می شود می تواند به ما کمک کند تا تفاوت ها را در قابلیت های جذب آب در بین درختان و محیط ها اندازه گیری کنیم. ، اکنون و در آینده. به نظر من، این بالقوه مفیدترین بخش مطالعه ما است.

Redwoods دو نوع برگ خود را متناسب با آب و هوای محلی خود تغییر می دهند. در جنگل‌های بارانی مرطوب در بخش شمالی محدوده خود، بالای شهرستان مندوسینو، درختان تعداد کمتری از برگ‌های محوری را که مخصوص جذب آب هستند، سرمایه‌گذاری می‌کنند.

این برگ‌ها در تاج‌های پایینی درختان متمرکز شده و ترک می‌کنند. فتوسنتزی صفحه درختان با عملکرد بالا رایگان برای به حداکثر رساندن تولید قند در آفتاب درخشان.

در جنگل های خشک در حاشیه‌های جنوبی محدوده درختان سرخ‌وود، درختان دارای برگ‌های محوری بیشتری در قسمت‌های تحت تنش آب خود هستند.

این به آن‌ها اجازه می‌دهد تا از مزایای کوتاه‌تر خیس شدن برگ‌ها استفاده کنند، اما به این معنی است که در هر برگ کمتر فتوسنتز می‌کنند. منطقه نسبت به چوب‌های سرخ در مناطق مرطوب‌تر.

قابلیت تغییر انواع برگ‌ها برای مطابقت با تفاوت‌های آب و هوایی منطقه ممکن است به آنها کمک کند تا با تغییر آب و هوا در همیشه خشک تر کالیفرنیا.

این خبر خوبی برای حفظ این درختان حماسی خواهد بود، و ممکن است یک ویژگی امیدوارکننده برای بررسی باشد زیرا دانشمندان سعی می‌کنند ویژگی‌های تحمل به خشکی را به تفاوت‌های منطقه‌ای مرتبط کنند. در میان جمعیت های چوب قرمز The Conversation

آلانا چین، دانشجوی فوق دکتری در بوم شناسی گیاهی، موسسه فناوری فدرال سوئیس زوریخ.

این مقاله از مکالمه تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.