See uuring oli eelmisel nädalal teadusajakirja Science olulisim ehk kaanelugu. Uuringu uuringu autorid otsisid vastust küsimusele, miks taimede lehtede suurused väga palju varieeruvad.

Lehtede suurus varieerub laias laastus enam kui miljon korda. Kõige suuremate lehtedega taimed on troopikas. „Näiteks selline taim nagu hiid macaranga – tema lehed võivad olla ruutmeetri suurused,“ tõi Niinemets näite saates „Labor“.

Kõige väiksemad lehed on okaspuudel, näiteks kuusel ja männil. Aga kui vaadata elupuud, siis selle lehed on rudimenteerunud soomuse sarnasteks. Elupuu lehed on pisikesed ja sulanduvad omavahel kokku ja näeb välja nagu üks oks, kuid tegelikult koosneb väikestest lehekestest.

Küsimus, miks lehtede suurused sedavõrd palju varieeruvad, on loodusteadlasi huvitanud ammu. Troopika taimede lehed on suuremad ja seni on arvatud, et põhjuseks on soojus. Aga samas kui minna kuivematesse, kuid veel soojematesse kasvupaikadesse, muutuvad lehed hoopis väiksemaks.

„Teine aspekt, mida seal [uuringus – toim.] rõhutati oli see, et niiskus mängib suurt rolli.“ Paradoks, mida varem pole väga hästi suudetud seletada oli see, et kui niiskus on üks põhiline faktor, mis lehesuurust määrab, siis miks ei ole külmemas kliimas suuri lehti – meiegi kliimas on väga suuri lehti, kuid siinsete taimede lehed jäävad ikka troopika omadest väiksemaks.

Seda üritasidki värske uuringu autorid seletada energiabilansi mudelite kaudu. Kui leht on hästi suur, tekib tema pinnal liikumatu õhu kiht, mida nimetatakse piirkihiks. Selle piirkihi kaudu on energiavahetus väga aeglane ümbritseva keskkonnaga.

Kuidas toimub taime energiavahetus?

Esmalt saab taim energiat päikeselt ning seda piirkiht ei mõjuta. Osa sellest energiast läheb fotosünteesiks, osa jääb lehte. Mida suuremad on taime lehed, seda paksem on piirkiht ja seda suuremaks muutub lehe temperatuur. Sellest annab tunnistust ka fakt, et kuumal päeval suuremad lehed kuumenevad üle.

Taim soovib liigsest soojusest vabaneda. Seda omakorda mõjutab piirkihi paksus – mida paksem see on, seda ebaefektiivsem see soojuse äraandmine on.

Teine võimalus on aurustada lehes olevat vett, kuid selleks kulub palju energiat. Vett saavad taimed aurustada vaid siis, kui vett on palju saadaval. See seletab, miks on kuivas kliimas väiksemad lehed – kuna seal pole piisavalt vett, mida aurustada, järelikult on neil otstarbekam hoida lehti väiksena.

Troopikas on aurustamiseks vett piisavalt ning seal on seetõttu taimede lehed suuremad.

Aga see ei vasta jätkuvalt küsimusele, miks meil siin Eestis taimede lehed suureks ei kasva – vett on ju siingi küllaldaselt.

Uudne vaatenurk, mille selle uuringu teadlased sisse tõid, on öine energiabilanss. „Eelnevad teadlased olid kogu aeg vaadanud seda energiabilanssi päeval, aga meie vaatasime seda öösel,“ selgitas Niinemets. Varasemad uuringud olid justkui „elevandi vaatamine“, kus üks teadlaste rühm vaatas sama, teine lonti, aga tervikut ei osatud näha.

Nimelt öösel jahtuvad suuremad lehed palju rohkem maha, sest nad ei saa õhust soojust nii tõhusalt kätte.

Niinemets toob välja, et lehtede suuruse olulisimad mõjutajad on päevane temperatuurimaksimum ning öine temperatuurimiinimum.

Selle uuringu andmestik on ebatavaline just seetõttu, et näitab „elevandist tervikpilti“ ehk taime tegevust mõjutavaid tegureid nii öösel kui päeval. „Kui kogu pilti kokku ei pane, siis selle looma käitumisest aru ei saa. Ja selle taime ökoloogiliste töödega on nii, et väga palju on tehtud mingis kitsas klimaatilises piirkonnas.“

Kuulamissoovitus: Ülo Niinemets teadussaates „Labor“

Just viimaste aastate rahvusvaheline koostöö on võimaldanud kokku panna maakera erinevate piirkondade andmed ning seekaudu saada tervikpilt. Eestis olid näiteks esindatud kõik puittaimeliigid. Eesti andmestiku põhjal poleks saanud sellist üldistust teha, kuid tuhandete andmekogudega üle maailma võrdlemine andis selle teadmise.