나무 성장의 원리와 높이의 한계(중력)

 기본적으로 나무가 자라기 위해서는 광합성으로 얻은 당분과 뿌리계를 통해 들여온 영양분을 성장이 일어나는 곳이면 어디든 가져와야 합니다. 그리고 혈액이 사람의 몸속에서 순환하는 것처럼, 나무는 두 종류의 수액을 몸 전체에 순환시키도록 설계되었습니다. 나무의 세포가 살아가는데 필요한 모든 물질을 운반합니다. 첫 번째는 사구체 수액. 광합성을 하는 동안 잎에서 생성된 당을 함유하고 있는 실액은 꿀처럼 두껍고 식물의 실 조직으로 흘러내려 나무 전체에 당을 분배합니다. 사향 수액은 나무의 밑바닥에 고이면서 묽은 물질로 변했습니다. 골수 바로 옆에는 나무의 다른 조직 유형인 목골이 있습니다. 이 조직은 나무가 뿌리를 통해 흡수한 칼슘, 칼륨, 철분과 같은 영양소와 이온으로 가득 차 있습니다. 여기 나무 밑동에는 이 입자들이 다른 조직보다 더 많이 들어있기 때문에 고엽 수액에서 나온 물을 목질로 흡수해 균형을 바로잡습니다. 삼투압 운동이라고 불리는 이 과정은 영양소가 풍부한 목질 수액을 만들고, 그것은 나무를 통해 영양분을 퍼뜨리기 위해 몸통 위로 이동할 것이다. 그러나 이 여정은 어마어마한 장애물에 직면해 있습니다. 바로 중력입니다. 이 어려운 일을 성취하기 위해, 목골은 세 가지 힘에 의존합니다. 증산, 모세혈관 작용, 그리고 뿌리 압력.

 

 광합성의 일부로서, 잎들은 기공이라고 불리는 열린 공극과 닫힌 공극입니다. 이러한 구멍은 잎에 산소와 이산화탄소를 주고받지만, 물이 증발하는 구멍도 만들어 냅니다. 증산이라고 불리는 이 증발은 목질 내에 음압을 만들어 물기가 많은 목질 수액을 나무 위로 끌어당깁니다. 이 끌림은 모세혈관 작용이라고 불리는 물의 기본 성질에 의해 도움을 받습니다. 좁은 관에서, 물 분자와 물과 그 환경 사이의 접착력 사이의 인력은 중력을 이길 수 있습니다. 이 모세혈관 운동은 사람의 머리카락보다 얇은 목질 필라멘트에서 완전히 효과가 있습니다. 그리고 이 두 가지 힘이 수액을 끌어당기는 곳에서, 나무 밑부분의 삼투압 운동이 신선한 목질수액을 몸통 위로 밀어 올리면서 뿌리압을 만들어냅니다. 이 힘들이 함께 수액을 높이로 발사하고, 영양분을 분배하고, 광합성을 위해 새로운 잎을 성장시킵니다.

 

 그러나 이러한 정교한 시스템에도 불구하고, 1센티미터는 중력에 대항하는 싸움입니다. 나무가 점점 더 자라면서, 이러한 활력소의 공급은 줄어들기 시작합니다. 일정한 높이에서 나무는 광합성 과정에서 증발하는 잃어버린 물을 더 이상 감당할 수 없습니다. 그리고 추가적인 성장을 지원하기 위해 필요한 광합성이 없다면, 나무는 대신 기존의 나뭇가지로 자원을 돌립니다.