“Правило дерев”, розроблене Леонардо да Вінчі для опису того, як малювати дерева, було широко прийнято наукою при моделюванні дерев та їх функціонуванні. Тепер вчені Бангорського університету у Великій Британії та Шведського університету сільськогосподарських наук (SLU) виявили, що це правило суперечить тим, які регулюють внутрішні структури дерев.
Інтерес да Вінчі до малювання спонукав його подивитися на співвідношення розмірів різних об’єктів, включаючи дерева, щоб створити більш точні їхні зображення. Щоб правильно зобразити дерева, він засвоїв так зване «правило дерев», яке свідчить, що «всі гілки дерева на кожному щаблі його висоти дорівнюють товщині стовбура, складені разом».
Вважалося, що «правило дерев» Леонардо можна також застосувати до судинних каналів, що транспортують воду через дерево, при цьому розміри окремих каналів зменшуються в тому ж співвідношенні, оскільки гілки стають уже, але при цьому збільшують обсяг ствола. Це було прийнято як частину теорії метаболічного масштабування.
Але вчені з Бангорського університету та SLU показали, що ця модель не зовсім вірна стосовно внутрішніх судинних структур дерев. Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Щоб вода та поживні речовини могли ефективно переміщатися по дереву від кореня до кінчика листа, судинна система має підтримувати гідравлічний опір.
Рубен Вальбуена та Стюарт Сопп з Бангорського університету та SLU підрахували, що для того, щоб гідравлічний опір спрацював, настає момент, коли правило дерев більше не може діяти.
Щоб ефективно транспортувати рідини від коренів до кінчиків листя, судинні канали дерева повинні підтримувати певний розмір підтримки гідравлічного опору. Отже, рослина повинна зменшуватися в обсязі в міру досягнення своїх кінцівок, що призводить до більш високого співвідношення капілярів до довкілля рослини.
Як пояснює доктор Рубен Вальбуена (почесний професор Бангорського університету, а нині професор SLU): «Хоча це чудова «рада» для художників, що й мав на увазі да Вінчі, правило дерев Леонардо не витримує критики на мікрорівні. Ми вважаємо, що наші розрахунки ще більше уточнюють теорію метаболічного масштабування та покращують розуміння рослинної системи загалом. Наші перерахунки можуть також пояснити, чому великі дерева сприйнятливіші до посухи, а також можуть бути більш вразливими до зміни клімату».
«Однією з наших цілей було створення коефіцієнта, який можна було б використати для оцінки біомаси дерев та вуглецю у лісах. Це нове співвідношення допоможе розрахувати глобальне вловлювання вуглецю деревами», – пояснили у відділі екології Бангорського університету.
