كيف توصل الأشجار المياه إلى الأفرع المرتفعة
تم حل الغموض العلمي حول كيفية سحب الأشجار للمياه من التربة وتوصيله إلى فروعها وأوراقها بالأعلى من قبل فريق دولي من الباحثين من جامعة ليستر وجامعة كوينزلاند للتكنولوجيا في أستراليا. هذا الاكتشاف يلغي نظرية الحد الجوي barometric limit theory التى وضعت منذ 400عام.
الفريق، الذى قاده الدكتور أدريان بوترايت، الذي أجرى البحث، درس ظاهرة سحب المياه التي إلى أعلى فروع الأشجار، بينما تقول النظرية العلمية أن أقصى ارتفاع للمياه يمكن سحبه هو 33 قدما نتيجة الجاذبية - المعروفة باسم الحد الجوي. وقد اكتشف الباحثون أن المياه يمكن أن تظل ممسوكة في فراغ لأجل غير مسمى، وحتى في وجود قوة شد كبيرة دون تشكيل فقاعات أو أن تنحل، مما يساعد على شرح كيف تسحب الأشجار المياه إلى أعلى نقطة بقمتها.
ووجد الفريق أيضا أن المياه يمكن سحبها إلى حوالى 45 قدما (أى أعلى بكثير من الحد الجوي)، مما أحدث تغيير فى النظرية المقترحة من القرن السابع عشر بواسطة الفيزيائي الإيطالي وعالم الرياضيات إيفانجليستا توريسيلى والتي تم التوافق عليها على مدى 400 عام الماضية.
وقال الدكتور بوترايت: "كيف يمكن للأشجار أن تسحب الماء ليصل إلى معظم الفروع بالأعلى ؟ حير هذا السؤال كلاً من علماء النبات وعلماء الفيزياء لسنوات عديدة لمعرفة الآليات المستخدمة لوصف هذه العملية والتي تتراوح بين الخاصية الشعرية والضغط الاسموزي. من خلال شفط المياه siphons لأعلى من 45 قدم تمكنا من كسر الحد الجوي وتبين أن الحد الأقصى للارتفاع يتوقف على قوة الروابط في الماء."
في حين أن الرأي الذى كان سائداً هو أن آلية الشفط تحدث بسبب الضغط الجوي، وقد أظهرت الأبحاث مؤخرا أن ترابط جزيئات المياه والجاذبية، وليس الضغط الجوي هما الأساس فى سحب المياه لأعلى الأفرع. الدكتور ستيفن هيوز، كبير المحاضرين في كلية العلوم والهندسة في جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا أضاف: "كان أول توثيق لاستخدام ألية الشفط siphons في مصر القديمة حوالي عام 1430 قبل الميلاد. والتجربة، التي أجريناها في وقت لاحق بعد 3400 سنة، هى أول تقرير علمى منشور لعمل آلية الشفط على الحد الجوي. هذه التجربة هي دليل واضح أن آلية الشفط تعمل من خلال الجاذبية وليس من خلال الضغط الجوي كما كان يفترض من فبل ".