PNAS:科学家反驳“树的规则”

一项新的研究表明，列奥纳多·达·芬奇的“树木法则”，以前被科学界用来模拟树木的功能，并不准确地描述树木的内部血管结构。研究表明，这一规律与树木维管系统的不一致可能解释了为什么较大的树木更容易受到干旱和气候变化的影响。

　　

科学家们最近发现了一种新的方法，可以用来测量树木吸收碳的能力，并强调大型树木在干旱条件下的潜在脆弱性。

几十年来，科学家们一直使用列奥纳多·达·芬奇所提出的“树木法则”来建模树木及其功能。该法则指出，一棵树在其高度的每一阶段的所有树枝加在一起的厚度都等于树干的厚度。然而，来自英国班戈大学和瑞典农业科学大学(SLU)的研究人员最近在著名的同行评审期刊PNAS上发表的文章表明，这一规则与调节树木内部结构的规则相矛盾。

为了使水分和营养物质从根部到叶尖有效地在树木中流动，维管系统必须保持“水力阻力”。班戈大学和SLU的鲁本·瓦尔布埃纳和斯图尔特·索普计算出，要使水力阻力起作用，“树木法则”就不再适用了。

瓦尔布埃纳博士解释说：“虽然这对艺术家来说是一个很好的‘建议’，这也是达芬奇的本意，但莱昂纳多的树的规则在微观层面上并不成立。我们相信我们的计算进一步完善了代谢缩放理论，并提高了我们对整个植物系统的理解。”

这一发现也具有重要的实践意义。大型树木在生态系统中的作用至关重要，它们不仅吸收大量的二氧化碳，而且对气候变化特别敏感。因此，这一研究结果可能对理解和保护这些宝贵的资源具有重要意义。

未来的研究将需要进一步探索这一新的测量方法是否适用于其他类型的树木，以及如何最好地利用这些信息来保护和维护我们的森林资源。

参考文献:“Vascular optimality dictates plant morphology away from Leonardo’s rule” by S. B. D. Sopp and R. Valbuena, 18 September 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.