Discussion
a gymnosperm versus angiosperm összehasonlítás némi betekintést nyújt a szerkezet-funkció kapcsolatokba, amelyek viszont hatással vannak az evolúciós és ökológiai trendekre. A gödör vezetőképességének elemzésének valószínűleg a legfontosabb következménye a Torus-margo gödör membrán mechanizmusának markáns fölénye a homogén membrán felett, sokkal nagyobb gödörvezetőképesség elérésében egy adott levegő-magnyomás esetén (füge. 16.1 és 16.4). A homogén membrán, amely filogenetikailag elterjedtebb a mag nélküli vaszkuláris növények tracheidjeiben, valamint az angiospermekben, kétségtelenül az ősi állapot. A speciális tórusz-margo szerkezet jelentősen javítja a vezetőképesség hossza korlátozott tracheidák (ábra. 16.7, szaggatott görbék), és ebben a tekintetben alternatívát jelent a hajók fejlődéséhez. A hajók elméleti vezetőképessége a torus-margo tracheidákkal szemben a 40 mm alatti átmérőknél Hasonló (ábra. 16.7), és a gymnosperm fa mért vezetőképessége jelentősen átfedésben van az angiosperm tartomány alsó végével (Becker et al., 1999; Brodribb and Feild, 2000). A tórusz-margo innováció döntő fontosságú lehetett a tűlevelűek folyamatos sikere szempontjából az orrszarvúk által uralt világban, különösen a mérsékelt égövi régiókban, ahol a nagy átmérőjű vezetékek hátránya, hogy nagyobb sebezhetőséget mutatnak a fagyás-olvadás eseményeivel szemben. Csak néhány tűlevelűről ismert, hogy hiányzik a tórusz-margó membrán, és az egyetlen gymnosperm osztály tracheid alapú transzporttal és homogén membránokkal a cikádok (Bauch et al., 1972), amelyek korlátozott terjesztésűek.
ha a hajók a torus-margo membránok alternatíváját képviselik, akkor ugyanabból a kiindulási pontból kellett volna fejlődniük: a torus-margo membránok nélküli tracheidák. Ez lehet a helyzet az edényhordozó páfrányokkal, néhány gnetofitával és zárvatermőkkel, amelyek valószínűleg mind olyan ősöktől származnak, akiknek tracheidái nem rendelkeznek torus-margo poloskával (Carlquist, 1975). Legalábbis a páfrányokban és zárvatermőkben a tracheidák gyakran skalár alakúak. Ez a gödör alakja nem kompatibilis a torus-margo mechanizmussal, de valószínű előnye, hogy egységenként több gödörmembrán területet csomagol tracheid fal és így maximalizálja a homogén membrán eredendően rossz vezetőképességét. Ennek az evolúciós pályának a következő lépése a skaláris perforációs lemez és az edények (Bailey, 1953). Nem ismert, hogy a skalariform poloska hogyan befolyásolja a membrán és a fal mechanikai szilárdságát. Az ilyen jellegű korlátozások alapozhatják a körkörös gödrök túlsúlyát sok angiospermus edényben a lehetséges skaláris ősök ellenére.
az egyenes vezetőképesség versus levegő-vetés kompromisszum a pit szinten (ábra. 16.4) közvetlenül nem terjed hasonló kompromisszumra a teljes vezeték vagy xilem szinten a vezeték hosszának és szélességének kompenzáló hatásai miatt (ábra. 16.7). Az egyetlen kapcsolat közvetett lehet A maximális falvastagság fiziológiai vagy fejlődési korlátai révén. Ha a vastagság korlátozott, lehetetlenné válik nagy vastagság-fesztávolság arány elérése egy nagy átmérőjű vezetékben, ezért az átmérőnek csökkennie kell. A légcsőelemek falvastagsága valószínűleg a protoplaszt hosszú élettartamához kapcsolódik. Míg az earlywood tracheidák és az erek ritkán élnek 1 vagy 2 hétnél tovább, a latewood tracheidák egy-három hónapnál tovább élhetnek (Schweingruber, 1996). Az earlywood vezetékek rövid élettartama csak korlátozott falvastagodást tehet lehetővé (Schweingruber, 1996).
potenciálisan független a komplex vezetőképesség versus levegő-vetés kapcsolat a kompromisszum közötti biztonság levegő-vetés és gazdaságosság vezeték építése (ábra. 16.6). Gymnosperms tart előnyt ebben a kompromisszum, növekvő kavitációálló fa alacsonyabb költséggel mechanikai szilárdság, mint zárvatermők. A szálak térfogategységenként drágábbak, mint a tracheidák, és részt vehetnek az érszilárdság védelmében is, olyan tényezők, amelyek az orrszarvú fát eleve drágábbá teszik.
a rostok természetesen nagyobb maximális mechanikai szilárdságot eredményeznek az angiosperm “keményfákban”, szemben a gymnosperm ” puhafákkal.”Hangsúlyoztuk, hogy a nagy sűrűség és a megnövekedett fa szilárdság hátrányt jelenthet, amennyiben költséges mellékterméke a magas levegő-magnyomás elérésének, de a nagy fa szilárdság és annak összefüggése a high Young rugalmassági modulusában önmagában előnyös lehet (Wagner et al ., 1998). Amennyiben a maximálisan erős és merev fának vannak független előnyei, mint például a koronaszerkezet elterjedésének megkönnyítése, az orrszarvúfa rostjaival jobban ki tudja használni ezeket az előnyöket, mint a tűlevelű fa. A nagyobb építészeti repertoár hozzájárulhat az angiosperm versus gymnosperm fák niche specializációjának szélesebb köréhez.
érdekes, hogy mindkét fafajtában megfigyelhető az a tendencia, hogy a nagy fasűrűség korrelál az alacsony hidraulikus vezetőképességgel (lásd a 15.fejezetet). Ez érthető a tűlevelűeknél, ahol a falvastagság korlátozott, a sűrű fát csak keskenyebb tracheid lumenekkel lehet elérni. A zárvatermőkben azonban, ahol a sűrűség és az érméret legalább elméletileg nincs összekapcsolva, a sűrűség és a vezetőképesség közötti kompromisszum összetettebb magyarázatot igényel. A fa szilárdsága, a koronamechanika és a xilem hidraulika közötti kölcsönhatások okának és hatásának rendezése a funkcionális és filogenetikai fafajok között több tanulmányt igényel.
következtetéseink alátámasztják azt az általános felfogást, hogy a tűlevelűek jobban alkalmazkodnak a hatékony stressztűréshez, mint a hatékony erőforrás—befogáshoz-ez az állapot lehetővé teszi számukra, hogy jól versenyezzenek az erőforrás-korlátozott élőhelyeken, ahol az abiotikus stressz jelentős (Woodward, 1995; Willis et al., 1998). A Gymnosperm xylem nem képes elérni a leghatékonyabb zárvatermő fák magas vezetőképességét (ábra. 16.8), és a gymnosperms nem éri el ugyanazt a magas víz-és gázcserét, mint egyes zárvatermők. Azonban a zárvatermők és a gymnosperms fa vezetőképessége jelentősen átfedi egymást (Becker et al., 1999) a torus-margo pitting hatékonyságának köszönhetően (füge. 16.4 és 16.7) és a nagyobb számú vezetékek egy fa területen. Olyan körülmények között, ahol a nagy átmérőjű vezetékek a felelősség, gymnosperm és zárvatermő vezetőképesség nem lehet nagyon eltérő (ábra. 16.7). Ez hozzájárulhat a tűlevelűek dominanciájához számos mérsékelt égövi és boreális erdőben, ahol az örökzöld szokás és a fagyás-olvadás ciklusok toleranciája (ezért keskeny vezetékek) előnyös (Woodward, 1995). Az, hogy a gymnosperms sokkal kevesebb költséggel képes elérni a levegő vetési ellenállását a faanyagban, mint a zárvatermők, előnyben kell részesítenie a tűlevelűeket a szezonálisan száraz területeken és a téli kiszáradásnak kitett területeken, ahol extrém negatív xilem nyomás tapasztalható. Ez kedvezhet a kiterjedt pinyon-boróka erdőknek az Egyesült Államok nyugati hegyei között, valamint a tűlevelűek túlsúlya a mérsékelt égövi fasorokon. Olcsóbb kavitáció ellenállás gymnosperms is megmagyarázhatja, hogy miért szár xylem egyes fajok mutat viszonylag nagy biztonsági margók kavitáció versus zárvatermők. Gymnosperms lehet, hogy jobban engedheti meg magának a luxust, a biztonság ellen a ritka extrém stressz esemény, a tényező összhangban van a lenyűgöző hosszú élettartam sok tűlevelű fajok.