Hvor højt kan et træ vokse?

Det højeste nulevende træ, man kender, er en kystsequoia (Sequoia sempervirens) ved navn Hyperion, som er omkring 116 m højt (højere end en bygning på 35 etager). Kæmpesequoiaer er kraftigere, men ikke lige så høje. Hvorfor vokser træer ikke endnu højere?

En del af svaret er vandtrækket fra lektion 2. For hver ekstra 10 m højde kræves der yderligere 0,098 MPa træk bare for at opveje tyngdekraften, og den længere vej giver mere friktion. Derfor:

• skal bladene i toppen fungere ved et mere negativt vandpotentiale end bladene længere nede;
• er vandsøjlerne udsat for større spænding, hvilket øger risikoen for kavitation;
• har bladene i toppen sværere ved at holde deres celler saftspændte, hvilket de skal være for at udvide sig og holde spalteåbningerne åbne til fotosyntese.

Kavitation opstår, når luft suges ind i et vandfyldt rør under spænding (eller når en boble vokser ud fra opløst gas). Boblen breder sig (emboli), og røret kan ikke længere transportere vand. Et træ med mange parallelle rør overlever nogle svigt, og nogle træer kan fylde rørene igen eller danne nyt vedkar, men jo større spændingen er, jo flere rør svigter.

Derfor bliver grænsen for vandtrækket lavere, jo højere træet er. I et berømt studie fra 2004 i Nature målte George Koch og kolleger toppen af høje sequoiaer og forudsagde en maksimumhøjde på omkring 122 til 130 m for arten, selv når der var rigeligt med vand i jorden. Hyperion er et par meter under dette estimat. Det samme studie viste, at blade tæt på toppen er mindre og tykkere med mere væv pr. arealenhed. Det er det fysiologiske kendetegn ved et blad, der fungerer med kun lidt vandtryk i reserve.

Tyngdekraft og friktion er ikke de eneste grænser. Højere træer skal også understøtte deres egen vægt og overleve vind, og deres rødder og blade skal kunne følge med. Mange steder stopper mangel på vand i jorden eller en storm et træ, længe før det når den hydrauliske grænse. På de sjældne, fugtige, milde og vindstille steder, hvor sequoiaer trives (en kyststrækning med hyppig tåge, som giver bladene ekstra vand), nærmer træerne sig den beregnede grænse.

Andre høje arter følger lignende regler. De højeste blomstrende træer, bjergasker (Eucalyptus regnans) i Tasmanien, når omkring 100 m.