새로운 연구에 따르면 이전에 과학계에서 나무의 기능을 모델링하기 위해 사용했던 레오나르도 다빈치의 "나무의 법칙"이 나무의 내부 혈관 구조에 대해 부정확한 것으로 나타났습니다. 연구에 따르면 이 규칙과 나무의 혈관 구조가 잘못 정렬되어 큰 나무가 가뭄과 기후 변화에 더 취약한 이유를 설명할 수 있습니다.
레오나르도 다 빈치가 나무를 설명하기 위해 사용한 "나무의 법칙"은 과학계에서 나무와 그 기능을 모델링하는 데 널리 채택되었습니다.
이제 영국 뱅거대학교(Bangor University)와 스웨덴 농업과학대학교(SLU)의 연구진은 이 규칙이 나무의 내부 구조를 규제하는 규칙과 모순된다는 사실을 발견했습니다.
그림에 대한 레오나르도 다 빈치의 관심은 나무를 포함한 다양한 물체의 크기 비율을 더 정확하게 표현하기 위해 연구하게 했습니다. 그는 나무를 정확하게 표현하기 위해 '나무의 모든 가지는 높이의 모든 단계에서 줄기와 결합하면 두께가 동일하다'는 소위 '나무의 법칙'을 실현했습니다.
레오나르도의 "나무의 법칙"은 나무의 혈관 채널에도 적용되는 것으로 생각됩니다. 즉, 가지가 좁아지는 것과 같은 비율로 개별 채널의 크기가 감소하는 반면 줄기의 부피는 여전히 증가합니다. 이 "규칙"은 대사 확장 이론의 일부로 인식되어 왔습니다.
그러나 Bangor University와 SLU의 과학자들이 권위 있는 동료 검토 저널인 Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)에 게재된 연구 결과에 따르면 이 모델이 나무의 내부 혈관 구조에 적용될 때 완전히 정확하지는 않음을 보여줍니다.
물과 영양분이 뿌리부터 잎 끝까지 나무를 통해 효과적으로 흐르기 위해서는 혈관계가 "수압 저항"을 유지해야 합니다.
Bangor University 및 SLU의 Ruben Valbuena와 Stuart Sopp는 수압 항력이 작동하는 특정 지점에서는 "나무의 법칙"이 더 이상 적용되지 않는다고 계산했습니다.
뿌리에서 잎 끝까지 액체를 효율적으로 운반하려면 나무의 관다발 채널이 수력 저항을 유지할 수 있는 특정 크기여야 합니다. 따라서 식물은 말단에 도달할수록 크기가 줄어들어야 하며, 그 결과 주변 식물체에 대한 모세혈관의 비율이 증가하게 됩니다.
Ruben Valbuena 박사(뱅고르 대학교 명예 교수, 현재 서던 캘리포니아 대학교 교수)는 다음과 같이 설명합니다. "레오나르도 다빈치는 예술가들에게 큰 '영감'을 제공했지만 레오나르도의 나무 법칙은 미시적 수준에서는 적용되지 않습니다. 우리는 우리의 계산이 대사 확장 이론을 더욱 개선하고 식물 시스템 전체에 대한 이해를 향상시킨다고 믿습니다. 우리의 재계산은 왜 큰 나무가 가뭄에 더 취약하고 기후의 영향에 더 취약할 수 있는지 설명할 수도 있습니다. 바꿔라."
현재 Bangor University에서 환경 과학 박사 과정을 공부하고 있는 공동 저자 Stuart Sopp는 "우리의 목표 중 하나는 숲의 나무 바이오매스와 탄소 함량을 추정하는 데 사용할 수 있는 비율을 도출하는 것입니다. 이 새로운 비율은 나무의 전 세계 탄소 포집을 계산하는 데 도움이 될 것입니다."라고 말했습니다.