Vet du varför växter i tropikerna har stora blad?

Om du någonsin har varit i exotiska länder - eller åtminstone älskar program om dem, då kan du lätt lägga märke till följande. Bladens storlek ökar när du flyttar från de hårda nordliga klimatzonerna till tropiska breddgrader, där fukt och värme råder.

Deras yta kan vara annorlunda: från 1 mm² till 1 m², eller ännu mer. Storbladiga växter, som bananer, lever i tropikerna, medan småbladiga växter, som ljung och klöver, finns närmare kalla breddgrader.

Förhållandet mellan bladens storlek och deras placering är uppenbart. Titta själv på kokospalmen och jämför den med densamma granoch tvivel kommer att försvinna av sig själva.

För första gången uppmärksammade botaniker denna trend redan på 1800-talet, men under lång tid kunde de inte hitta en övertygande förklaring till detta fenomen.

En teori saatt stora blad hjälper växten att undvika överhettning. På grund av deras område kan de faktiskt ackumulera och effektivt distribuera värme, vilket förhindrar dess koncentration på ett ställe. Men samtidigt kommer bladet att fånga mer solljus. Så det verkar som att storbladiga växter borde ha utvecklats i kalla regioner och inte i tropikerna.

För att reda ut detta mysterium, forskare från Macquarie University i Sydney, ledd av Ian Wright utforskade 7 670 växtarter som lever på olika breddgrader. De letade efter ett samband mellan bladstorlek och olika aspekter av klimatet, såsom dag- och natttemperaturer, nederbörd och fuktighet.

Som ett resultat fann Wrights team att det var lika viktigt för växter att undvika nattfrost som att undvika värmeslag under dagen.

Forskare har funnit att det finns en balans mellan bladstorlek och dess förmåga att reglera temperaturen. Det beror på två huvudfaktorer. Först måste växten ha tillräckligt med vatten i sitt blad för att kyla sig själv genom en process som kallas transpiration - dess mekanik liknar svettas hos människor.

För det andra är tjockleken på gränsskiktet av luft runt bladen viktig. Detta är ett tunt område som omger var och en av dem. Dess dimensioner påverkar utbytet av gaser och energi mellan plåten och miljön.

Större löv har tjockare gränslager av luft ovanför dem och detta gör dem mer mottagliga för extrema temperaturer. När allt kommer omkring, ju tjockare detta område är långsammare transpirationsprocessen. Luften bildar en sorts isolering som gör det svårt att ta ut värme ur omgivningen nattetid.

Det är därför storbladiga växter inte är särskilt vanliga både på nordliga breddgrader och i ökenklimat. Tjocka gränsskikt gör det svårt att hålla sig varm på natten och ökar risken för frostskador. På samma sätt, i ett varmt ökenklimat, överhettas bladet under dagen, och det finns inte tillräckligt med vatten för kylning genom transpiration.

Men i de varma och samtidigt fuktiga tropikerna, stora löv perfekt. Under dagen kan de kyla sig effektivt genom transpiration, till skillnad från ökenväxter, som inte har råd att förlora så mycket vatten. Och på natten är de inte hotade av frostskador, som förekommer både på nordliga breddgrader och i öknar.

Stora löv kan samla upp mer koldioxid från miljön, vilket är nödvändigt för fotosyntesen. De tillåter också växter att få mer ljus i tät regnskog där strålarna bara tränger in genom tätt tak. Det finns mycket fukt i tropikerna, växter behöver inte oroa om bristen på vätska och de kan ha stora blad för mer intensiv transpiration.

Äntligen i djungeln räkna med kämpa för ljus, vatten och näringsämnen. Stora löv hjälper till att ta upp mer plats och överlappar grannar. Det innebär att man samlar upp mer regnvatten och ljus.

I allmänhet är stora blad bra. Naturligtvis skulle även en blygsam björk vilja ha samma paniklar som de av Palmer typ av kunglig raffia - 16 meter lång och 3 bred. Men sådana hulkar kommer helt enkelt att frysa på natten, och därför måste växterna i mellanzonen nöja sig med vad de har.