Растения как водонапорные башни

Вода, попадая в ткани через корни, распространяется выше, чтобы добраться до вершины ствола достигнуть самых отдаленных частей растения, а затем испаряется через листья в ходе транспирации. Процесс отработан миллионами лет эволюции, но, если задуматься, растения проделывают огромную работу, вытягивая воду из земли. Это сложно себе представить, но каждый день растения всей планеты выкачивают из почвы более 200 триллионов литров. Ученые выяснили, сколько энергии на это тратится.

Для поднятия воды растениям требуется много сил, и до недавнего времени было неясно, какой процент энергии от фотосинтеза расходуется именно на доставку воды в ткани. Этим вопросом заинтересовались исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и провели исследование. В своей работе команда объединила данные об устьичной проводимости различных растений, а также изучила математические модели сокодвижения.

Выяснилось, что суммарно леса по всей Земле потребляют около 9,4 петаватт-часов в год, что примерно соответствует количеству энергии, производимой на гидроэлектростанциях. Однако, это лишь 14,2% энергии, производимой растениями в ходе фотосинтеза.

При строительстве водных сооружений людьми на протяжении истории одной из основной проблем был «обход» гравитации. Однако, в случае с растениями все по-другому. По словам исследователей, лишь малая часть затрачиваемой энергии необходима для преодоления силы тяготения, и самым энергозатратным становится преодоление собственного гидравлического сопротивления стебля (то есть, само продвижение воды по тканям).

Несмотря на то, что растения играют огромную роль в обмене энергией на планете, подобные физиологические процессы и их значение для других существ все еще недостаточно изучены. Пока что максимальное количество энергии, которое, предположительно, могут суммарно потреблять растения, оценивается в 140 петаватт-часов в год. Исследователи считают, что эта тема требует более детального изучения, потому что, упуская из виду такие глобальные процессы, люди закрывают путь к полезным открытиям и изобретениям.