北海道大学探明:树木一边增加枝叶一边长高的智慧
22-02-17
通常来说,树木不仅为了得到太阳光线而需要不断地长高,同时也要维持一种在自立状态下能够承受自身重量的高度,因为这种高度在力学上而言是有一定极限的。
然而,自然界的树木却都非常安定地成长到一定高度。为此,北海道大学研究学者们认为,树木在进化过程中获得了一种能够有效战胜重力机制的 秘诀,为此,研究者们利用构造力学对树木的“重量物分配平衡”与“可能实现的最大高度”之间的关系进行了探讨和研究。

研究小组考虑到树木枝叶的影响,为了表现树木的各种各样重量分布,引进了一个密度不断变化的计算模式并进行了解析,从而成功地将树木的重量分布对于可能成长的最高高度所发生的影响进行了定式化分析。 结果表明,“枝叶重量的增加”和“上部重量物的集中”是降低树木最大高度的重要因素,而即使枝叶重量增加,只要重量物集中在树木下部,即可将重量对成长高度的影响降至最低。

以此来实际观察树木,研究人员发现树木的枝叶分布总是很巧妙,因此即使与没有枝叶的树木相比,有枝叶而导致高度降低的幅度只停留在1%至15%。枝叶的重量分布为流线型从上到下枝叶数量逐渐增加的状况,从而得以确保合理地达到树木自身的最大高度,同时这种分布,也是一种为了使树叶均衡地接收光线从而保证高效的化光合作用的合理配置,可以说,自然界中的树木已经达到了“为了生存,尽可能地将众多的枝叶广泛地分布,从而确保树木可成长的良好高度。

北海道大学的这一阐明树木力学合理性的研究成果,对于未来引进生物智慧以研发新式的结构设计和新材料创制等具有重大意义得到关注和期待。

 

論文情報:【Scientific Reports】Mathematical modelling to determine the greatest height of trees

消息来源:樹木が枝葉を増やしながらなるべく高く育つための智恵 北海道大学が解明 – 大学ジャーナルオンライン (univ-journal.jp)

        

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