Bir ağaç ne kadar yükseğe büyüyebilir?

Bilinen en uzun yaşayan ağaç, yaklaşık 116 m boyundaki (35 katlı bir binadan daha uzun) Hyperion adlı kıyı sekoyasıdır (Sequoia sempervirens). Dev sekoyalar daha kalındır ama o kadar uzun değildir. Ağaçlar neden daha da uzamaz?

Cevabın bir kısmı 2. derste anlatılan su çekimidir. Yüksekliğe eklenen her 10 m, yalnızca yerçekimini dengelemek için bir 0,098 MPa daha fazla çekiş gerektirir ve daha uzun yol sürtünmeyi artırır. Bu nedenle:

• tepedeki yapraklar, aşağıdaki yapraklardan daha negatif bir su potansiyeliyle çalışmak zorundadır;
• su sütunları daha fazla gerilim altında olur ve bu da kavitasyon riskini artırır;
• tepedeki yapraklar, hücrelerini genişletmek ve fotosentez için gözeneklerini açık tutmak amacıyla gereken hücre turgorunu korumakta daha çok zorlanır.

Kavitasyon, gerilim altındaki bir su tüpüne hava çekildiğinde (ya da çözünmüş gazdan bir kabarcık büyüdüğünde) meydana gelir. Kabarcık yayılır (embolizm) ve tüp artık su taşıyamaz. Çok sayıda paralel tüpü olan bir ağaç, bazı tüplerin işlevini yitirmesinden sağ çıkabilir; bazı ağaçlar tüpleri yeniden doldurabilir veya yeni ksilem oluşturabilir. Ancak gerilim ne kadar fazlaysa, o kadar çok tüp işlevini yitirir.

Bu nedenle, suyu yukarı çekme limiti yükseklikle birlikte daha da zorlaşır. Nature dergisinde 2004 yılında yayımlanan ünlü bir çalışmada George Koch ve çalışma arkadaşları, uzun kızıl ağaçların tepelerini ölçtü ve toprakta bol su olsa bile bu tür için yaklaşık 122 ila 130 m maksimum yükseklik öngördü. Hyperion bu tahminin birkaç metre altında kalır. Aynı çalışma, tepeye yakın yaprakların daha küçük ve daha kalın olduğunu, birim alan başına daha fazla doku içerdiğini gösterdi. Bu, çok az su basıncıyla çalışmak zorunda olan bir yaprağın fizyolojik göstergesidir.

Yerçekimi ve sürtünme tek sınırlar değildir. Daha uzun ağaçlar kendi ağırlıklarını da taşımak ve rüzgâra dayanmak zorundadır; kökleri ve yaprakları da buna ayak uydurmalıdır. Birçok yerde toprak suyunun yetersizliği veya bir fırtına, ağaç hidrolik limite ulaşmadan çok önce büyümeyi durdurur. Kızıl ağaçların geliştiği nadir, ıslak, ılıman ve rüzgârsız yerlerde (yapraklara ekstra su sağlayan sık sisli bir kıyı şeridinde) ağaçlar hesaplanan limite yaklaşır.

Diğer uzun türler de benzer kurallara uyar. En uzun çiçekli ağaçlar olan Tazmanya’daki dağ dişbudakları (Eucalyptus regnans) yaklaşık 100 m’ye ulaşır.