employee
Rostov-na-Donu, Rostov-on-Don, Russian Federation
Side shoots and plant branches unlike trunks are often not rectilinear — they can be compared with various mathematical curves. Xylem of such branches copies their curvilinearity. It motivates the spatial curvature of the chains of its tracheids and vessels. A mathematical model of water lifting and distribution caused by the surface tension forces in the symmetrical curved capillary branches of various configurations is considered. The process analysis shows that with the expansion in number of branches, water advancing in the curvilinear capillary system increases. Water volume rising in the side curvilinear capillary branches, other factors being equal, is greater than in rectilinear ones. It is found that the total water rise height in the vertical (rectilinear) capillary — if there are side curvilinear capillaries — increases, and it does not depend on the type of the function that describes the curvature of the lateral curvilinear capillaries.
curvilinear capillary, branch, xylem, transpiration, plant, model
Введение
Ксилема высших растений представляет собой сложную структуру. Вода в ней продвигается не прямолинейно. Это наглядно доказывает разнообразие форм растений. В работах [1, 2] предполагалось, что сосуды ксилемы прямолинейны, а движение воды может происходить как в вертикальном направлении восходящим током вдоль оси ствола, так и по горизонтали [2].
Многие растения имеют прямолинейные стволы. Однако боковые побеги и ветви часто выглядят как разнообразные математические кривые линии (рис. 1).
Рис. 1. Форма ветвей различных растений
В данном случае форма боковых побегов может быть объяснена сложным совместным воздействием на них ауксина и таких явлений, как отрицательный гравитропизм, фото-, термо- и хемотропизмы. Криволинейные ветви могут иметь самый разный вид. Так, например, ствол фанерофитов ([3], с. 133, рис. 68) вертикален, а форма боковых ветвей напоминает экспоненциальную кривую. Боковые побеги эвгалофита cолероса (Salicornia sp.) ([4], с. 242, рис. 231) внешне похожи на параболические кривые, попарно симметрично отходящие от прямолинейного ствола.
1. Vernigorov, Yu. M. Matematicheskoe modelirovanie raspredeleniya zhidkosti v vetvyashchikhsya kapillyarnykh sistemakh / Yu. M. Vernigorov, I. A. Kipnis // Vestnik Don. gos. tekhn. Un-ta. - 2010. - T. 10, № 8 (51). - S. 1195-1206.
2. Vernigorov, Yu. M. Kapillyarnaya model' drevesnykh stvolov / Yu. M. Vernigorov, I. A. Kipnis // Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2012. - № 6 (67). - S. 24-40.
3. Lotova, L. I. Botanika. Morfologiya i anatomiya vysshikh rasteniy / L. I. Lotova. - Moskva : Librokom, 2010. - 512 s.
4. Timonin, A. K. Botanika. Vysshie rasteniya / A. K. Timonin. - Moskva : Akademiya, 2007. - T. 3. - 349 s.
