גודל וצורת עלי הצמח נראים אינסופיים. יש את עלי הכף המסיביים דמויי המאוורר, שקעים רזים של השרך, העלים בצורת היד בגודל בינוני של הבאקה, ועוד. אך מדוע העלים לובשים צורות כה מגוונות נשארו מזמן תעלומה עבור המדענים.
חוקרים בעבר הציעו שזמינות המים והסיכון לחימום יתר קובעים את גודל העלים. אך כפי שמדווח הלן בריגס בבי.בי.סי, כך עולה ממחקר חדש שהתפרסם בכתב העת Science זה קצת יותר מסובך.
את רעיון זמינות המים וצורת העלים ניתן לייחס למאה ה -19 ותחילת המאה ה -20 הבוטנאי הדני יוגניוס התחממות, שהשער כי משקעים גבוהים באזורים הטרופיים מאפשרים לדברים כמו כפות תמרים ועלי בננה לגדול לגדלים עצומים, כותב איאן רייט, הסופר הראשון של המחקר, עבור השיחה.
רעיון זה זוקק בשנות השישים והשבעים כאשר מדענים הבינו כי עלים גדולים יכולים להתחמם יתר על המידה בקיץ. בכדי למנוע זאת, הם מסתמכים על קירור ההסרה - המקבילה לעליית זיעה. מודל זה עזר להסביר מדוע עלי צמחי המדבר היו זעירים (הם אינם יכולים להרשות לעצמם "להזיע" את המים היקרים שלהם) ועלים של צמחים בנקודות קרירות ומוצלים לרוב גדלים.
אולם החוקרים עדיין לא הצליחו להסביר את הדברים בצורה מספקת, כמו שפע מינים בעלי עלים גדולים השולטים בחום הצורב של הטרופיים או עלים זעירים של צמחים החיים באזורים קרירים יותר בעולם.
על מנת לבדוק את הסתירות הללו, צוות מדענים עולמי ניתח את העלים של 7, 670 צמחים מקווי הרוחב והמערכות האקולוגיות בכל רחבי כדור הארץ, על פי הודעה לעיתונות. על ידי התחשבות בטמפרטורות ביום ושעות הלילה הממוצעות, גשמים ולחות, החוקרים מצאו שורה של כללים השולטים בגודל המרבי של העלים.
"הגענו למסגרת חדשה כדי לדגמן את האופן בו העלים צריכים להשתנות בטמפרטורה שלהם, ביחס לאקלים באתר, " אומר רייט לבריגס. "מה שהצלחנו להראות הוא אולי כמחצית העולם, הגבולות הכוללים לגודל העלים נקבעים הרבה יותר על ידי הסיכון להקפיא בלילה מאשר הסיכון לחימום יתר במהלך היום."
כפי שמדווח אליס קליין ב- New Scientist, הימנעות מהקפאה בשעות הלילה או התחממות יתר של שעות היום היא מעשה איזון בין שני גורמים: כמות שטח הפנים שיש לעלה בה הוא יכול להשתמש לצורך מעבר (הזעה) וגודל שכבת הגבול שלו, שטח של עדיין אוויר שמקיף מיד את העלה המשמש כבידוד.
מכיוון שלעלים גדולים יש שכבות גבול בידוד עבות יותר, קשה להם יותר לספוג חום בלילה, מה שהופך אותם לרגישים יותר לטמפרטורות הקרות. שכבת הגבול גורמת להם גם לא להתאים לאקלים מדברי, שם הבידוד מציב אותם בסכנת התחממות יתר בשעות היום. אבל עלים גדולים יכולים לשרוד באזורים הטרופיים מכיוון שעם מים בשפע הם מסוגלים לנצל את ההזרמה כדי להתקרר.
"זה בעצם מחליף בין כמה שהם מתחממים לכמה מים יש להם כדי לקרר את עצמם", אומר רייט לקליין. "ידע חדש זה עוזר לנו להבין היבט מהותי של האופן בו צמחים עושים עסקים."
ההבנה החדשה של דינמיקת העלים יכולה לעזור לפליאונטולוגים לשחזר אקלים ומערכות אקולוגיות קדומות ממאובני העלים. אך ידע חדש זה יכול גם לעזור לחוקרים להבין כיצד הצמחייה תשתנה ככל שתתקדם שינוי האקלים ואיזה מינים עשויים להיות פגיעים לירידות בגלל שינוי דפוסי הגשם והטמפרטורה, אומר הביולוג שימור הצמחים אנדרו לאו מאוניברסיטת אדלייד לקליין.
אז בסתיו הזה, כשהעלים מתחילים לצנוח מהעצים, התבונן במגוון הצורות והגדלים. שהמגוון המפתיע קרה מסיבה כלשהי.
