Ο κανόνας του Λεονάρντο ντα Βίντσι για το πώς κλαδιά δέντρων ήταν κοντά, αλλά λάθος
April 27, 2022Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι έκανε λάθος με τα δέντρα.
Η πολυτάλαντη, ιδιοφυΐα της Αναγέννησης έγραψε τον «κανόνα των δέντρων» του πριν από περισσότερα από 500 χρόνια. Περιέγραφε τον τρόπο που πίστευε ότι τα δέντρα διακλαδίζονται. Αν και ήταν μια λαμπρή εικόνα που τον βοήθησε να σχεδιάσει ρεαλιστικά τοπία, ο κανόνας του Λεονάρντο καταρρέει για πολλούς τύπους δέντρων. Τώρα, ένας νέος κανόνας διακλάδωσης – που ονομάστηκε „όπως Leonardo“ – λειτουργεί για σχεδόν οποιοδήποτε φυλλώδες δέντροαναφέρουν οι ερευνητές σε μια εργασία που έγινε αποδεκτή στις 13 Απριλίου Φυσική Ανασκόπηση Ε.
«Ο παλαιότερος κανόνας Leonardo περιγράφει το πάχος των κλαδιών, ενώ το μήκος του κλάδου δεν ελήφθη υπόψη», λέει ο φυσικός Sergey Grigoriev του Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής της Πετρούπολης στη Γκάτσινα της Ρωσίας. „Ως εκ τούτου, η περιγραφή που χρησιμοποιεί τον παλαιότερο κανόνα δεν είναι πλήρης.“
Ο κανόνας του Λεονάρντο λέει ότι το πάχος ενός άκρου πριν διακλαδιστεί σε μικρότερα είναι το ίδιο με το συνδυασμένο πάχος των άκρων που φυτρώνουν από αυτό (SN: 1/6/11). Αλλά σύμφωνα με τον Γκριγκόριεφ και τους συναδέλφους του, είναι η επιφάνεια που παραμένει ίδια.
Χρησιμοποιώντας την επιφάνεια ως οδηγό, ο νέος κανόνας ενσωματώνει τα πλάτη των άκρων και μήκη, και προβλέπει ότι τα μακριά κλαδιά καταλήγουν να είναι πιο λεπτά από τα κοντά. Σε αντίθεση με την εικασία του Leonardo, ο ενημερωμένος κανόνας λειτουργεί τόσο για τις λεπτές σημύδες όσο και για τις γερές βελανιδιές, αναφέρει η ομάδα.
Η σύνδεση μεταξύ της επιφάνειας των κλαδιών και της συνολικής δομής των δέντρων δείχνει ότι είναι τα ζωντανά, εξωτερικά στρώματα που καθοδηγούν τη δομή των δέντρων, λένε οι ερευνητές. «Η ζωή ενός δέντρου ρέει σύμφωνα με τους νόμους της διατήρησης της περιοχής σε δισδιάστατο χώρο», γράφουν οι συγγραφείς στη μελέτη τους, «σαν το δέντρο να ήταν ένα δισδιάστατο αντικείμενο». Με άλλα λόγια, είναι σαν μόνο δύο διαστάσεις – το πλάτος κάθε άκρου και η απόσταση μεταξύ των διακλαδώσεων σε ένα άκρο – να καθορίζουν τη δομή κάθε δέντρου. Ως αποτέλεσμα, όταν τα δέντρα αποδίδονται σε δύο διαστάσεις σε έναν πίνακα ή σε μια οθόνη, ο νέος κανόνας τα περιγράφει ιδιαίτερα καλά.
Ο νέος κανόνας που μοιάζει με τον Λεονάρντο είναι μια βελτίωση, λέει η Katherine McCulloh, βοτανολόγος στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison που δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. Αλλά έχει τις αμφιβολίες της για το σκεπτικό της ρωσικής ομάδας για αυτό. Στα περισσότερα δέντρα, λέει, το ζωντανό τμήμα εκτείνεται πολύ πιο βαθιά από το λεπτό επιφανειακό στρώμα.
«Είναι πραγματικά εξαρτώμενο από το είδος, ακόμη και την ηλικία», λέει ο McCulloh. «Μια γιγάντια, γέρικη βελανιδιά μπορεί να έχει ένα εκατοστό ζωντανό ξύλο… [but] Υπάρχουν σίγουρα είδη τροπικών δέντρων που έχουν πολύ βαθύ σομφό και μπορεί να έχουν ζωντανό ξύλο για τις περισσότερες διατομές τους».
Ωστόσο, το γεγονός ότι ο κανόνας που μοιάζει με τον Λεονάρντο φαίνεται να ισχύει για πολλά δέντρα ιντριγκάρει τον McCulloh. «Για μένα, φέρνει στο σπίτι το ερώτημα γιατί είναι [trees] διατηρώντας αυτή τη γεωμετρία για τον εξωτερικό τους ιστό και πώς σχετίζεται αυτό με τις διαφορές μικροσκοπικών επιπέδων που παρατηρούμε στο ξύλο», λέει. „Είναι μια πραγματικά ενδιαφέρουσα ερώτηση.“
Για να δοκιμάσουν τον κανόνα τους, ο Γκριγκόριεφ και οι συνεργάτες του τράβηξαν φωτογραφίες δέντρων από διάφορα είδη και ανέλυσαν τα κλαδιά για να επιβεβαιώσουν ότι τα μοτίβα του πραγματικού κόσμου ταίριαζαν με τις προβλέψεις. Οι φωτογραφίες προσφέρουν «μια άμεση μέτρηση των χαρακτηριστικών ενός δέντρου χωρίς να το αγγίξετε, κάτι που μπορεί να είναι σημαντικό όταν αντιμετωπίζετε ένα ζωντανό αντικείμενο», λέει ο Γκριγκόριεφ.
Αν και η ομάδα δεν έχει μελετήσει ακόμη τα αειθαλή, ο κανόνας ισχύει για όλα τα φυλλοβόλα δέντρα που εξέτασαν οι ερευνητές. «Έχουμε εφαρμόσει τη μεθοδολογία μας σε σφενδάμι, φλαμουριά, μήλο», λέει ο Γκριγκόριεφ, εκτός από τη βελανιδιά, τη σημύδα και το κάστανο. «Δείχνουν την ίδια γενική δομή και υπακούουν στον κανόνα που μοιάζει με τον Λεονάρντο».
Ενώ είναι δυνατό να επιβεβαιωθεί ο κανόνας μετρώντας κλαδιά με το χέρι, θα απαιτούσε σκαρφάλωμα σε δέντρα και έλεγχο όλων των άκρων – μια επικίνδυνη άσκηση για τα δέντρα και τους επιστήμονες. «Σημειώστε», γράφουν οι ερευνητές, «ότι ούτε ένα δέντρο δεν έπαθε ζημιά κατά τη διάρκεια αυτών των πειραμάτων».
