Bir canlının dünya ile ilişkisini belirleyen en temel fiziksel özelliği boyutudur. Ancak canlıların büyüklüğü, yapısı ve formu doğa kanunları tarafından sınırlandırılmıştır. Peki, bir organizmanın boyutunu hangi yasalar sınırlar ve hangi kısıtlamaları getirir? Ve organizmalar bu tartışılmaz fiziksel sınırlara doğru ilerlerse, ne tür tavizler vermek zorunda kalır? Yeryüzünde yaşamış en büyük organizmalar ağaçlardır. Bugün dünyadaki en büyük ağaçlar Kaliforniya’da bulunan boyları 120 metreye uzanan Sekoya ağaçlarıdır. Ancak devasa büyüklükteki ağaçlar sadece Sekoya’lar değildir. Gezegenin her yerinde dev ağaçlar var. Örneğin Avustralya’da bulunan Tazmanya Meşesi (Okaliptüs regnans) Avustralya’nın en uzun ağacı ve dünyanın en büyük çiçekli bitkisidir.
Ağaçların Ulaşabileceği Yüksekliğin Bir Sınırı Var mıdır?
Ormanlardaki ağaçlar, komşu ağaçları sollamak ve daha güçlü güneş ışığına ulaşmak için olabildiğince uzun boylu olabilmek yarışı içinde. Öte yandan Dünya’daki bir ağacın maksimum boyutunu belirleyen yerçekimi ve elektromanyetik kuvvetlerdir.
Ağaç kendi ağırlığını taşıyabilecek kadar güçlü olmalıdır. Bu da onun yapı malzemesine bağlıdır. Ağacın yapısında lignin adı verilen uzun zincirli bir karbon molekülü bulunur. Olgun ağaç dokusunda lignin miktarı % 18 ila % 38 arasında değişir. Lignin değişik oranlarda ot ve çimenlerde de bulunur. Lignin’in gücü, onu bir arada tutan kimyasal bağların gücü tarafından belirlenir.
Ağaç, yaşamın biyokimyasal süreçlerini kullanarak, kendisine sunulan ham maddelerden lignin üretebilmelidir. Lignin, mevcut en güçlü ve en hafif malzemelerden biridir ve ağaçların fiziksel boyutunu sınırlayan kısıtlamalardan birini sağlayan, ligninin kütlesi ve gücü arasındaki değiş tokuştur. Bir ağaç aynı zamanda, yer çekimine karşı koyarak suyu köklerinden en yüksek yapraklarına kadar taşıyabilmelidir. Ağaçlar bunu, ksilem olarak bilinen ağacın içinde bulunan kılcal borular sayesinden gerçekleştirirler.
İletim doku, ksilem ve floem olmak üzere iki kısımdan oluşur. Ksilem ve floem dokuları bitkilerde genellikle birlikte bulunur ve iletim demetini meydana getirir
Su molekülleri arasındaki etkileşimlere hidrojen bağları hakimdir ve bunların gücü nihayetinde yine elektromanyetik kuvvetin gücüne bağlıdır. Bu nedenle bu moleküller arası etkileşimlerin ayrıntıları, maksimum yüksekliklerini sınırlamada önemli bir rol oynar. Kısacası, iki karşıt kuvvet bir ağacın yüksekliğini etkiler. Bu güçler arasındaki etkileşimi analiz ederek, Kuzey Arizona Üniversitesi’nden bir biyolog ekibi, teorik maksimum ağaç yüksekliğini yani karşıt güçlerin dengelendiği ve bir ağacın büyümesinin durduğu noktayı hesaplamıştır. Bu 122 ve 130 metre arasında bir yerde bulunmaktadır.
Dünyanın Dışına Çıkabilirsek Ağaç Boyu Sınırı Ortadan Kalkar mı?
Ağaçlar, daha zayıf bir yerçekimi kuvvetine sahip olan bir gezegende, büyüme şansına sahip olabilseydi dünyadakinden çok daha uzun boyutlara erişebilirdi. Çünkü Mars’taki yerçekimi kuvveti, Dünya’nın yerçekiminin yaklaşık yüzde 38’ine eşittir, bu nedenle Dünya’ya 100 N’luk bir kuvvet uygulayan bir nesne Mars’a yalnızca 38 N kuvvet uygulayacaktır. Bu ilke, güneş sistemindeki dağların boyutu ile ilgili olarak ortaya çıkmaktadır.
Mars’ın en yüksek dağı olan Olympus Mons, Everest Dağı’nın neredeyse üç katı yüksekliktedir. Eğer bu dağ dünyamızda bulunsaydı ağırlığı nedeniyle Dünya’nın kabuğu onu kaldıramazdı. Everest, bir dağın Dünya üzerinde olabileceği en büyük yüksekliğe sahiptir. Hawaii’de bulunan okyanus tabanında bulunan Mauna Kea yanardağı, okyanus tabanından ölçüldüğünde Everest’ten daha uzundur ve bu nedenle kendi ağırlığı altında ezilmektedir.
Kaynak:
- How Tall Can Trees Grow?; https://www.livescience.com/
- Professor Brian Cox, Andrew Cohen; Wonders of Life, HarperCollins UK
Matematiksel
Emeğinize sağlıknsevetek takıp edıyrm, okuyrm oğlumla ve öğrencilerimle paylasıyorum. Tesekkur ederiz🙏🌸