Таємницю розміру листків рослин на планеті нарешті розкрито

У царстві рослин температура, опади та сонячна радіація визначають все. Саме ці три основні фактори впливають на розмір листя у всіх куточках земної кулі – від вологих тропіків, де панують рослини з гігантськими листковими пластинками, до посушливих пустель, де крихітні організми змагаються за кожну краплю вологи.

Від полюсів до екватора

Ієн Райт з Університету Маккуорі в Сіднеї, Австралія, та його колеги детально проаналізували дані про розмір листя 7 667 видів рослин з 682 місць по всьому світу. Вчені з’ясували, що розмір листків збільшується від полюсів до екватора, а географічна широта пояснює 28% глобальної мінливості цих вегетативних органів.

Rainforest canopy
Тропічні рослини мають найбільші листки. Джерело: Peter Wilf

Різниця в площі листкової пластинки у найбільшої та найменшої рослини планети становить більше 100 000 разів. Незважаючи на те, що географи та ботаніки здавна аналізують фактори, які впливають на ріст живих організмів, лише наукова група Ієн Райт надала переконливе пояснення широтного градієнта, за яким змінюються розміри листків.

Температура обмежує розміри

Команда Райта також змоделювала найбільші розміри листя на основі ризиків від перегрівання листя протягом дня або замерзання вночі. Для посушливих місць спостережувані максимальні розміри листя майже завжди відповідали прогнозам. У таких умовах чинником, що обмежував розміри, був температурний максимум у денний час.

Великі листки можуть швидко нагріватися до критичних температур, після яких починаються незворотні пошкодження ферментних комплексів рослинних клітин. У вологих оселищах рослини мають доступ до достатньої кількості води, яка охолоджує величезні листки.

Загрозу також може становити нічний холод. Але у дуже вологих, надзвичайно теплих місцезростаннях листя рослин не має жодних температурних обмежень. У такому випадку їхньому нескінченному росту перешкоджають фізичні обмеження. Гігантські листки потребують величезних ресурсів для їхньої механічної підтримки, а також ефективної доставки до них достатньої кількості вологи з ґрунту.

Ці дані є надзвичайно важливими для побудови моделей змін рослинності у найближчому майбутньому, коли фактори кліматичних змін та наявності водних ресурсів стануть головними для розвитку як нашої цивілізації, так і всіх живих організмів на планеті Земля.

Science (2017) doi: 10.1126/science.aal4760

Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Олексій Коваленко
  • 22 записів
  • 0 дописів
Олексій Коваленко пише для Science Ukraine з 2017 року. Працює науковим співробітником відділу ботаніки Національного науково-природничого музею НАН України. Має ступінь кандидата біологічних наук.