اشتباه بزرگ لئوناردو داوینچی - مجله فان پی سی

غزال زیاری: داوینچی از بیرون به درختان می نگریست و از داخل ساقه های بلندی که در آن آب در لوله های داخلی به نام آوند چوبی مکیده می شوند، بی خبر بود؛ چرا که آب به وسیله برگ های بالایی درختان تبخیر می گردد.

این دانشمند ایتالیایی با ترسیم طرح هایی از درختان در دفترهایش به این جمع بندی رسیده بود که ضخامت شاخه درخت یا تنه آن، با ضخامت مجموع تمام اندام هایی که از آن منشعب می شوند، برابر است.

قانونی که درست نبود

این شاید ایده خوبی برای هنرمندان تازه کار باشد. اما دانشمندان از آن موقع تا به امروز بارها نشان داده اند که ارتباطی که داوینچی به توصیف آن پرداخته، ممکن است به خوبی نحوه مقاومت درختان در برابر خرد شدن در برابر باد را توجیه کند ولی براساس مطالعه نو دو دانشمند گیاه شناسی، این نسبت در حد میکروسکوپیک حکمفرما نیست.

واقعیت این است که داوینچی از بیرون به درختان می نگریست و از داخل ساقه های بلندی که در آن آب در لوله های داخلی به نام آوند چوبی مکیده می شوند، بی خبر بود؛ چرا که آب به وسیله برگ های بالایی درختان تبخیر می گردد.

در هر حال مقدار این مجراها نسبت به درختان اطراف آن، چیزی است که استوارت سوپ و روبن والبوئنا، دو نویسنده مقاله نو به آن علاقه نشان دادند. آنها در پی آن بودند تا اطمینان حاصل نمایند که مدل های رشد درختان، به درستی متناسب هستند تا بهتر بتوانند حساسیت درختان به خشکی و سهم آنها در ذخایر کربن را درک نمایند.

این محققان در مقاله شان نوشتند: بسیاری از مدل های بیولوژیک درختان، از قانون داوینچی در راستای مدل سازی شبکه های انشعاب بیرونی گیاهان و سیستم های آوندی الهام گرفته اند؛ اما شواهد کمی این موضوع که این قانون به شکل مداوم حکمفرماست را تائید می نمایند.

این اولین باری نیست که قانون درختان داوینچی زیر سوال رفته یا براساس مقدار گیری های امروزی مورد اصلاح قرار می گیرد. سال گذشته بود که محققان به این نکته اشاره کردند که عرض و طول شاخه ها، به جای در نظر گرفتن تنها ضخامت شاخه، بهتر می تواند ساختار شاخه ای درختان را توجیه کند و این چه در خصوص درختان باریک و چه در خصوص درختان قطور صادق است.

والبوئنا و سوپ درباره ساختار معماری داخلی درختان این گونه استدلال می نمایند که کانال های انتقال آب درختان از نسبت مشخص شده در قانون لئوناردو داوینچی پیروی نمی نمایند؛ چرا که براساس مکانیک سیالات، هر چقدر درخت بالاتر می رود، باریک تر می گردد.

مدل پیشنهادی والبوئنا و سوپ

درعوض سوپ و والبوئنا مدل سازی هیدرولیک داخلی درختان را پیشنهاد می نمایند که طی آن کانال های آوندی به عنوان شاخه های نازک به سمت بخش های بالایی درخت گسترده می شوند و این گونه نیروی کافی برای کشیدن آب به سمت تنه درخت حفظ خواهد شد.

علاوه بر این، این الگوی رشد، در صرفه جویی در اندازه کربن مصرفی برای ایجاد یک سیستم عروقی کارآمد که آب و مواد مغذی را از ریشه تا نوک برگ ها جابجا می نماید، موثر خواهد بود.

• برنامه رویایی زاکربرگ و همسرش برای ریشه کن کردن تمام بیماری ها!
• رفتار حیرت آور موجوداتی بی مغز

سوپ، دانشجوی فارغ التحصیل علوم محیطی دانشگاه بنگور ولز در این رابطه ادامه داد: یکی از اهداف ما دستیابی به نسبتی بود که بتوان از آن در تخمین زیست توده درخت و کربن در جنگل ها استفاده کرد. این نسبت نو به محاسبه جذب کربن جهانی به وسیله درختان یاری خواهد نمود.

طبق اعلام محققان، مدل تنونظر شده آنها به اصلاح یک نظریه پیشرو به نام نظریه پوسته پوسته شدن متابولیک می پردازد. این مدل پیش بینی می نماید که چطور ارتفاع گیاه، زیست توده، قطر و سطح برگ با مقدار گیاه در ارتباط است و در نتیجه درک کلی ما را از سیستم های گیاهی افزایش می دهد.

والبوئنا، دانشمند گیاه شناسی دانشگاه علوم کشاورزی سوئد در این باره گفت: محاسبات مجدد ما ممکن است نشان دهد که چرا درختان بزرگ در برابر خشکسالی حساس تر هستند و احتمالا آسیب پذیری بیشتری در برابر تغییرات اقلیمی و آب و هوایی دارند.

باید منتظر بمانیم و ببینیم که نتیجه آنالیز مدل والبوئنا و سوپ به کجا خواهد کشید. اما در هر صورت کوشش های اجرا شده ما را به درک بیشتری از آسیب پذیری درختان در برابر خشکسالی و دیگر تغییرات اقلیمی خواهد رساند که بی تردید این اتفاق بسیار خوبی است.

این دو محقق امیدوارند که یافته هایشان بتواند زمینه ساز تحقیقات بیشتری در آینده برای به دست آوردن داده های بیشتری از درختان گردد و در عین حال به اصلاح مدل های فعلی خود نیز ادامه خواهند داد.

منبع: sciencealert

5858