Bloggang.com : ทุกคนไม่ได้รู้ทุกสิ่ง : ปัจจัยที่กำหนดความสูง: ต้นไม้สูงที่สุดได้แค่ไหน

ปัจจัยที่กำหนดความสูง: ต้นไม้สูงที่สุดได้แค่ไหน

ภาพ Stratospheric Giant ต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลก ใน Humboldt Redwoods State Park
ซึ่งประกอบด้วยภาพถ่ายมากกว่า 700 รูป

เราทราบดีว่า สิ่งมีชีวิตที่สูงที่สุดคือต้นไม้ แต่ว่ามันสูงได้ถึงแค่ไหน และอะไรเป็นตัวกำหนดความสูงนี้?

จากผลการสำรวจที่ยอดของต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลก ดูเหมือนเราจะตอบคำถามนี้ได้แล้ว

อะไรก็ตามที่เป็นที่สุดๆ มักจะเป็นที่สนใจเสมอ และในโลกของพืช ก็ไม่มีอะไรเด่นไปกว่าต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลก
มันคือไม้แดงยักษ์ (giant redwood, Sequoia sempervirens) ที่พบในแคลิฟอร์เนีย
ซึ่งสูง ถึง 112.7 เมตร ซึ่งเทียบได้กับตึกสูง 30ชั้นทีเดียว

ทฤษฎีที่เกี่ยวกับปัจจัยที่กำหนดความสูงของต้นไม้
เน้นไปที่ว่า มันสามารถลำเลียงน้ำไปถึงยอดอย่างมีประสิทธิภาพได้อย่างไร
ซึ่งก่อนหน้านี้ ไม่เคยมีการสำรวจเรื่องนี้ในต้นไม้ที่สูงที่สุดมาก่อน
จนกระทั่ง ศาสตราจารย์ Koch และทีมงานแห่ง Northern Arizona University
ได้ปีนไปสำรวจต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลก 5 ต้น ซึ่งทั้งหมดเป็นไม้แดงยักษ์ใน Humboldt Redwoods State Park
ผลการสำรวจบวกกับผลที่ได้จากการศึกษาในห้องแล็ปชี้ให้เห็นว่า
ปัจจัยสำคัญที่ควบคุมความสูงของต้นไม้ก็คือ การลำเลียงน้ำไปที่ยอด

น้ำถูกลำเลียงไปที่ยอดได้ด้วยกระบวนการคายน้ำ (transpiration)
หลักการก็คือ เมื่อน้ำระเหยออกจากใบผ่านทางปากใบ (stomata) ก็จะเกิดแรงดึงน้ำจากรากขึ้นมาเรื่อยๆ
จนถึงยอดผ่านทางท่อน้ำ (xylem) แรงดึงนี้มีมากพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดโลกและแรงเสียดทานได้
และแรงดึงจะมีขนาดมากที่สุดที่ยอดไม้ ท่อน้ำนี้สามารถทนแรงตึงได้ถึงจุดๆ หนึ่ง โดยเมื่อถึงจุดที่มันทนไม่ ไหว
มันก็จะแตกออก ทำให้มีฟองอากาศเกิดขึ้น แล้วกระบวนการทุกอย่างก็จะหยุดลงในที่สุด

Koch ได้พบแรงตึงมากที่สุดของต้นไม้ในระดับที่สูงกว่า 100เมตร
ซึ่งแรงตึงนี้ใกล้กับจุดที่ต้นไม้สามารถรับได้ก่อนที่มันจะบวม
ชี้ให้เห็นความสำคัญของปัจจัยนี้ เป็นปัจจัยที่สำคัญปัจจัยแรกในการควบคุมความสูงของต้นไม้

นอกจากนี้ น้ำที่ถูกลำเลียงไปสู่ใบที่ยอดของต้นไม้ จะช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์
ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่เซลล์ถูกกดจากแรงดันน้ำ เนื่องจากยิ่งสูงขึ้น แรงดึงดูดโลกและแรงเสียดทานก็จะมากขึ้น
ส่งผลให้แรงดันน้ำลดลง ทำให้การเติบโตของเซลล์ที่บริเวณยอดลดลงด้วย

ผลของแรงดันน้ำที่ลดลงนี้ จะสังเกตได้จากเซลล์ที่อยู่บริเวณยอดมีขนาดเล็ก และมีผนังเซลล์หนา
ซึ่งมีผลให้ใบมีขนาดเล็ก และเรียงตัวอย่างหนาแน่น
ที่ระดับ 110 เมตร พบว่ามีความหนาแน่นของใบไม้มากที่สุดเท่าที่เคยพบ
ชี้ให้เห็นว่าการเติบโตมีความบกพร่องอย่างมาก และนี่ก็เป็นปัจจัยที่สองที่กำหนดความสูงของต้นไม้

ปัจจัยที่สาม คือการมีใบที่ไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้ที่ยอด (เนื่องจากมีน้ำมาหล่อเลี้ยงจำกัด)
ส่งผลให้การสังเคราะห์แสงต่อหน่วยเนื้อเยื่อมีต่ำ ซึ่งถือได้ว่าเป็นการลงทุนที่ไม่คุ้มค่า
ดังนั้นประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงที่ลดลงนี้ จึงเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดความสูงของต้นไม้ด้วย

การรักษาสภาวะของท่อน้ำ ก็มีผลต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซในใบไม้
ที่ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์ถูกดูดซึม เพื่อการสังเคราะห์แสงและออกซิเจนถูกปล่อยออกมาเป็นของเสีย
Koch และทีมงาน ได้วัดการสังเคราะห์แสงที่ระดับสูงกว่า 110เมตร
และพบว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในใบไม้
ใกล้เคียงกับระดับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ต่ำที่สุดที่เคยพบในบรรยากาศรอบๆ
การแพร่คาร์บอนไดออกไซด์ผ่านปากใบที่จำกัดนี้ ถือเป็นปัจจัยที่สี่ที่จำกัดความสูงของต้นไม้

จะเห็นได้ว่า ปัจจัยทางสรีระทั้งสี่คือ การลำเลียงน้ำ ขนาดและความหนาแน่นของใบไม้
ความสามารถในการสังเคราะห์แสง และความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์
มีประสิทธิภาพต่ำที่สุดที่บริเวณยอดไม้
และมันช่วยในการทำนายความสูงที่มากที่สุดที่เป็นไปได้ของต้นไม้ (122-130เมตร หรือประมาณ 420 ฟุต )
ซึ่งถ้าการทำนายถูกต้อง ต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลกขณะนี้ก็น่าจะสูงขึ้นได้ อีก 5-15 เมตร
ถึงแม้ว่าตอนนี้มันจะมีอายุมากกว่า 2,000 ปีแล้วก็ตาม
เนื่องจากจากการสังเกตพบว่า ต้นไม้เหล่านี้ยังสูงขึ้นต่อเนื่องประมาณ 25 cm ต่อปี

Dr.Koch เสริมว่าในสมัยโบราณต้นไม้ที่สูงที่สุดคือ Douglas fir (125m)
แต่ผลจากการตัดต้นไม้อย่างหนัก ทำให้เราไม่พบต้นไม้ที่สูงถึงขนาดนั้นในปัจจุบันเลย

การศึกษานี้ถือว่าได้ให้หลักฐานทางสถิติที่หนาแน่นชิ้นแรกว่า ความสูงของต้นไม้มีขีดจำกัด
Dr. Koch กล่าวว่าเขาจะยังคงทำการศึกษาต่อไป
เพื่อดูว่าในขณะที่ต้นไม้เหล่านี้ยังคงสูงขึ้น มันสูงขึ้นช้าลงหรือไม่เมื่อใกล้จุดของความสูงสุดที่ทำนายไว้
และความแปรปรวนของสภาพอากาศมีผลต่ออัตราการสูงหรือไม่
โดยเขาเชื่อว่าในสภาพอากาศที่แห้งแล้ง ต้นไม้น่าจะสูงช้าลง และมีความสูงสุดที่เป็นไปได้ก็จะลดลงด้วย

ข้อมูลย่อจาก :
- Tall Storeys by Ian Woodward, Nature 2004;428:807-808
- Study limits maximum tree height
จากเว็บ : //news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3643899.stm

ที่มา : //www.sudipan.net
ภาพจาก : //qualityjunkyard.com

Create Date : 07 กรกฎาคม 2553

Last Update : 7 กรกฎาคม 2553 16:08:35 น.

0 comments

Counter : 2798 Pageviews.