الهام از درختان در ساخت سیستم‌های هیدرولیکی

به عنوان مثال در مورد گیاهان مناطق استوایی (درختان و گیاهان بوته‌دار خانواده شاه‌پسند)‌ مشاهده می‌شود که گیاه، آب‌تازه را از محیطی شور استخراج می‌کند، علی‌رغم این حقیقت که با وجود فشار اسمزی باید این اتفاق در جهت عکس انجام شود.هدف از این مطالعات درک مکانیسمی است که گیاه طی آن آب را پس از استخراج از ریشه به برگ‌ها می‌رساند. برای انجام این کار محققان مدلی ارائه کردند که نشان‌دهنده ساختار میکروسکوپی تنه درختی اروپایی به نام Fagus Sylvatica بود تا از طریق آن تغییرات اعمال شده هنگام انتقال آب در قسمت‌های داخلی تنه درخت را مطالعه کنند. بخشی از نتایج این تحقیق در شماره اخیر مجله Biological physics به چاپ رسیده است.

مدلی سه‌بعدی توسط دانشمندان UC3M تهیه شده تا بتوانند ترشح و جذب آب در پوست درخت را آنالیز کنند. همچنین فشار وارد شده به مجاری مختلف گیاه همچون آوندها که مایعات را در داخل تنه درخت‌ جابه‌جا می‌کنند مورد بررسی قرار دادند.

در ابتدا بافت‌های آوندی مواد قندی و مغذی را از اندام‌هایی که در آنجا تولید شده‌اند به قسمت‌هایی می‌رسانند که باید در آنجا ذخیره یا مصرف شوند. آوندها بافت‌های مختلفی هستند که به منظور حمل آب در جهت بالا و در طول گیاه به شکل ردیف‌های طولی مرتب شده‌اند. مهم‌ترین نتیجه‌گیری از این بحث این است که شیره گیاه در تنه درخت تحت شرایط فشار است. زمانی که فشار در آوندها وFloem ها مثبت است مدل فشار در داخل مجاری به صورت شعاعی گسترش می‌یابد، اما زمانی که فشار در آوندها منفی و درFloem ها مثبت است مدل فشار به شکل شعاعی منقبض می‌شود. محققان معتقدند آنچه در طول روز داخل تنه یا ساقه گیاهان اتفاق می‌افتد سیستم دوم است. این تحقیق می‌تواند کاربردهای جالبی در سیستم‌های هیدرولیکی یا ابزار استخراج آب داشته باشد. به عنوان مثال اکنون پمپ‌های آبی که قادر باشند آب را تحت فشار نرمال اتمسفریک بیش از 10 متر مکش کنند وجود ندارد، اما درخت سکویا قادر است آب را تا ارتفاع 100متر بالا ببرد. بنابراین آنچه را که می‌توان از گیاهان یاد گرفت می‌تواند کاربردهای جالبی در این زمینه و زندگی انسان‌ها داشته باشد.

Physorg / مترجم: آتنا حسن‌آبادی