Størrelsen og formen på planteblade virker uendelig. Der er de massive blæserlignende blade af palmen, bregnerne med tynde ribber, de mellemstore håndformede blade af buckeye og mere. Men hvorfor blade har så forskelligartede former har længe været et mysterium for forskere.
Tidligere forskere antydede, at vandtilgængelighed og risiko for overophedning bestemmer bladstørrelsen. Men som Helen Briggs på BBC rapporterer, antyder en ny undersøgelse, der er offentliggjort i tidsskriftet Science det er lidt mere kompliceret.
Ideen om vandtilgængelighed og bladform kan spores til den danske botaniker fra det 19. og det tidlige 20. århundrede, Eugenius Warming, der antagede, at høj nedbør i troperne gør det muligt for ting som palmeslynger og bananblade at vokse til enorme størrelser, skriver Ian Wright, første forfatter af undersøgelsen til The Conversation.
Denne idé blev forfinet i 1960'erne og 1970'erne, da forskere regnede ud, at store blade kan overophedes om sommeren. For at forhindre, at dette sker, er de afhængige af transpirationskøling - bladækvivalent ved at arbejde op med sved. Denne model hjalp med til at forklare, hvorfor blade af ørkenplanter var små (de har ikke råd til at "svede" ud deres dyrebare vand), og bladene fra planter i kølige, skyggefulde pletter vokser ofte store.
Men forskere kunne stadig ikke tilstrækkeligt forklare alt, såsom forekomsten af store bladarter, der dominerer i tropens varme bølger eller de små planter, der lever i køligere dele af verden.
For at finde ud af disse modsigelser analyserede et globalt team af videnskabsmænd bladene fra 7.670 planter fra breddegrader og økosystemer over hele Jorden, ifølge en pressemeddelelse. Ved at tage gennemsnitlige temperaturer på dagtid og nat, regn og fugtighed i betragtning, fandt forskerne en række regler, der styrer den maksimale størrelse af blade.
”Vi kom med en ny ramme til at modellere, hvordan blade skal variere i deres temperatur i forhold til stedets klima, ” fortæller Wright Briggs. "Det, vi har kunnet vise, er over måske så meget som halve verden, at de overordnede grænser for bladstørrelse er meget mere sat af risikoen for frysning om natten end risikoen for overophedning i løbet af dagen."
Som Alice Klein hos New Scientist rapporterer, at undgå frysning om natten eller overophedning om dagen er en afbalancerende handling mellem to faktorer: mængden af overfladeareal, som et blad har, som det kan bruge til transpiration (sved) og størrelsen på dets grænselag, et område med stadig luft, der omgående omgiver bladet, der fungerer som isolering.
Da store blade har tykkere isolerende afgrænsningslag, er det vanskeligere for dem at absorbere varme om natten, hvilket gør dem mere modtagelige for kolde temperaturer. Afgrænsningslaget gør dem også uegnet til ørkenklima, hvor isoleringen udsætter dem for risiko for overophedning på dagen. Men store blade kan overleve i tropene, fordi de med rigeligt vand er i stand til at drage fordel af transpiration for at køle af.
”Det er dybest set en afvejning mellem hvor meget de varmer op og hvor meget vand de har til rådighed til at køle sig ned, ” fortæller Wright Klein. ”Denne nye viden hjælper os med at forstå et grundlæggende aspekt af, hvordan planter driver forretning.”
Den nye forståelse af bladdynamik kunne hjælpe paleontologer med at rekonstruere gamle klimaer og økosystemer fra bladfossiler. Men denne nye viden kan også hjælpe forskere med at forstå, hvordan vegetation vil ændre sig, når klimaændringerne skrider frem, og hvilke arter der kan være sårbare over for tilbagegang på grund af ændrede regn- og temperaturmønstre, fortæller plantebeskyttelsesbiolog Andrew Lowe fra University of Adelaide til Klein.
Så dette efterår, når bladene begynder at falde fra træerne, se på forskellige former og størrelser. At den overraskende mangfoldighed skete af en grund.
