雖然樹木必須長得又高又大才能發光,但在承受自身重量並保持獨立性的同時,可以達到的高度存在機械限制。
然而,在現實中,自然界中的樹木是非常穩定的,又高又大。換句話說,認為樹木在進化過程中獲得的“有效克服重力的機制”隱藏在這裡,北海道大學的研究人員表示,“重物分佈平衡”和“重量分佈平衡”用結構力學理論檢驗了“最大可行高度”的關係。
考慮到樹木枝葉的影響,我們引入並分析了一個計算模型,在該模型中密度不斷變化,從而可以表達各種權重分佈的樹木,以及樹木權重分佈所能生長的最大高度。制定它有什麼樣的影響。從這個結果來看,“枝葉重量增加”和“上部重物集中”是降低最大高度的因素,但即使枝葉重量增加,如果重物集中在下部,發現對最大高度的影響可以保持很小。
以此來看實際的樹木,枝葉的分佈很巧妙,與沒有枝葉的情況相比,最大高度降低了約1%至15%。我明白了。枝葉的重量分佈是流線型的,通過從上到下增加枝葉數量來確保最大高度,也是一種平衡地接收來自葉子的光並簡化光合作用的佈置。 ,可以說,自然界中的樹木已經達到了“保證高度的同時,盡可能多地分佈枝葉以求生存”的理想重量分佈。
預計這項闡明了樹木機械合理性的研究結果將導致創造出融合生物智慧的新結構設計和新材料。
論文信息:[科學報告] 確定樹木最大高度的數學模型