Leonardo da Vinci híres „fák szabálya”

De közelebbről megvizsgálva úgy tűnik, hogy az egyik szabály, amelyet Da Vinci a fák növekedésének magyarázatára talált ki, nem minden esetben felel meg a valóságnak.

Da Vinci fákat vázolt fel jegyzetfüzeteiben, és azt állította, hogy egy faág, vagyis a törzs vastagsága megegyezik a tőle elágazó összes végtag együttes vastagságával.

Ez jó tanács lehetett volna a kezdő művészeknek. A tudósok azóta kimutatták, hogy a da Vinci által leírt összefüggés magyarázatot adhat arra, hogy a fák hogyan állnak ellen a szélben történő szilánkosodásnak. Két növénytudós új tanulmánya szerint azonban ez az arány mikroszkopikus szinten nem állja meg a helyét.

Az igazsághoz tartozik, hogy Da Vinci a fák külsejét nézte, nem pedig a tornyosuló fák belsejét, ahol a víz a xilémának nevezett belső csövekbe szívódik, miközben a lombkorona leveleiből elpárolog a víz.

Stuart Soppot és Ruben Valbuenát, az új tanulmány társszerzőit azonban ezeknek a csatornáknak a környező fához viszonyított mérete érdekelte leginkább. Meg akartak győződni arról, hogy a fák növekedési modelljei helyesen arányosak-e, hogy jobban megértsék a fák szárazságra való érzékenységét és a szénraktárakhoz való hozzájárulását.

„Számos biológiai modell a fákról azóta is Leonardo szabályából merít ihletet a növények külső elágazási hálózatainak és érrendszerének modellezésére annak ellenére, hogy kevés bizonyíték van arra, hogy a szabály következetesen előfordulna” – magyarázzák a kutatók a közzétett tanulmányukban.

Nem ez az első eset, hogy Da Vinci „fák szabályát” megkérdőjelezik vagy felülvizsgálják a mai mérések alapján. Éppen tavaly mutattak rá a kutatók arra, hogy az ágak szélessége és hossza jobban tükrözi a fák elágazási szerkezetét, legyen az karcsú vagy zömök, mint pusztán a vastagság.

Ami a fák belső felépítését illeti, nos, Sopp és Valbuena azzal érvel, hogy a fák vízszállító csatornái a folyadékmechanika miatt nem követhetik a Leonardo szabályában meghatározott arányt, azaz nem szűkülhetnek, minél feljebb haladnak a fán.

Ehelyett Sopp és Valbuena a fák belső hidraulikájának modellezése alapján azt javasolja, hogy az ércsatornák a fák csúcsa felé vékonyodó ágakkal együtt szélesednek, hogy elegendő erő maradjon a víznek a törzsbe való felfelé vonzásához.
Nemcsak ez, hanem ez a növekedési mintázat takarékoskodik a szénmennyiséggel, amelyet az energiahatékony érrendszer kiépítéséhez használnak fel, amely a vizet és a tápanyagokat a fán keresztül mozgatja a gyökerektől a levélcsúcsig.

A kutatók azt is elmondják, hogy felülvizsgált modelljük finomítja a metabolikus skálázódási elméletnek nevezett vezető elméletet, amely megjósolja, hogy a növény magassága, biomasszája, átmérője és levélfelülete hogyan skálázódik a mérettel, és javítja a növényi rendszerek egészének megértését.

„Újraszámításaink azt is megmagyarázhatják, hogy a nagyméretű fák miért érzékenyebbek a szárazságra, és miért lehetnek jobban kitéve az éghajlatváltozásnak is” – teszi hozzá Valbuena, a Svéd Agrártudományi Egyetem növénytudósa.

A két kutató reméli, hogy eredményeik katalizálják a további kutatásokat, hogy fákról szerezzenek adatokat előrejelzéseik teszteléséhez, miközben tovább finomítják a növények növekedésére vonatkozó modelljeiket.