Размерът и формата на листата на растението изглежда безкраен. Там са разположени масивните ветрилообразни листа на дланта, кльощавите зърна на папрат, средните по размер ръчно оформени листа на букей и други. Но защо листата приемат толкова разнообразни форми, отдавна остават загадка за учените.
Минали изследователи предположиха, че наличието на вода и рискът от прегряване определя размера на листата. Но както Хелън Бригс от BBC съобщава, ново проучване, публикувано в списание Science малко по-сложно е.
Идеята за наличността на вода и формата на листата може да бъде проследена до датския ботаник от 19 и началото на 20 век Евгений Затопляне, който предположи, че високото количество валежи в тропиците позволява на нещата като палмови листа и бананови листа да нараснат до огромни размери, пише Ian Wright, първи автор на изследването, за The Conversation.
Тази идея беше усъвършенствана през 60-те и 70-те години на миналия век, когато учените разбраха, че през лятото големите листа могат да прегреят. За да предотвратят това да се случи, те разчитат на транспирационно охлаждане - еквивалентът на листата на обработка на пот. Този модел помогна да се обясни защо листата на пустинните растения са мънички (те не могат да си позволят да „изпотяват“ ценната си вода), а листата на растенията на хладни и сенчести петна често стават големи.
Но изследователите все още не можеха да обяснят адекватно всичко, като например изобилието от едролистни видове, които доминират в силната топлина на тропиците, или малките листа на растенията, които живеят в по-хладни части на света.
За да разрешат тези противоречия, глобален екип от учени анализира листата на 7 670 растения от географски ширини и екосистеми по цялата земя, се съобщава в прессъобщение. Като вземат предвид средните дневни и нощни температури, валежи и влажност, изследователите откриха серия от правила, които управляват максималния размер на листата.
„Създадохме нова рамка за моделиране на начина, по който листата трябва да варират по своята температура, в зависимост от климата на площадката“, казва Райт на Бригс. „Това, което успяхме да покажем, е над половината свят, общите ограничения за размера на листата са много по-определени от риска от замръзване през нощта, отколкото от риска от прегряване през деня.“
Както съобщава Алис Клайн от New Scientist, избягването на замръзване през нощта или прегряване през деня е балансиращ акт между два фактора: количеството повърхност, което едно листо има, което може да използва за транспирация (изпотяване) и размера на граничния му слой, площ от все още въздух, непосредствено заобикалящ листа, който действа като изолация.
Тъй като големите листа имат по-дебели изолационни гранични слоеве, за тях е по-трудно да поемат топлината през нощта, което ги прави по-податливи на студени температури. Граничният слой също ги прави неподходящи за пустинен климат, където изолацията ги излага на риск от прегряване през деня. Но големите листа могат да оцелеят в тропиците, тъй като с изобилна вода те са в състояние да се възползват от транспирация, за да се охладят.
„По същество това е компромис между колко нагряват и колко вода имат на разположение, за да се охладят“, казва Райт на Клайн. „Това ново знание ни помага да разберем основен аспект на начина, по който растенията работят.“
Новото разбиране на динамиката на листата може да помогне на палеонтолозите да реконструират древния климат и екосистемите от фосилите на листата. Но тези нови знания биха могли също да помогнат на изследователите да разберат как растителността ще се измести с напредването на климатичните промени и кои видове могат да бъдат уязвими за спада поради променящите се модели на дъжд и температура, казва биологът за опазване на растенията Андрю Лоу от Университета в Аделаида.
Така че тази есен, когато листата започнат да падат от дърветата, погледнете разнообразието от форми и размери. Че изненадващото многообразие се случи с някаква причина.
