Las hojas pequeñas son más efectivas para mantener la frescura y proteger los huevos de insectos de las temperaturas extremadamente altas.
Introducción
Cuando las personas se sobrecalientan, sudamos. El sudor absorbe la energía térmica de nuestros cuerpos, la convierte de líquido a gas y transfiere esa energía al aire a medida que asciende, refrescándonos.
Las plantas no transpiran, transpiran, liberando agua en forma de vapor a través de los poros en la superficie de las hojas llamados estomas. Aunque las plantas transpiran por más razones que simplemente refrescarse, reducir la temperatura de las hojas es un beneficio. Y es beneficioso no solo para las plantas, sino también para los insectos como la polilla esfinge que ponen sus huevos sobre esas hojas.
Un estudio reciente de la Universidad de Arizona mostró que la transpiración en la planta sagrada datura enfría más las hojas más pequeñas que las hojas más grandes.
Este efecto de enfriamiento los hace mejores para proteger los huevos de insectos, que no tienen forma de regular su propia temperatura.
La estrategia
Un estudio reciente de la Universidad de Arizona mostró que la transpiración en la planta sagrada datura enfría más las hojas más pequeñas que las hojas más grandes. Esto los hace mejores para proteger los huevos que, a diferencia de las plantas y los humanos, no tienen forma de regular su propia temperatura.
El calor estimula la transpiración, por lo que tiene el mayor efecto durante la parte más calurosa del día. Este es también el momento en que los huevos de insectos corren mayor riesgo de quemarse con el sol. Durante las temperaturas máximas de la tarde, el estudio encontró que las hojas de todos los tamaños eran generalmente más frías que el aire ambiente. Sin embargo, las hojas pequeñas, con una longitud de unas dos pulgadas, estaban en promedio 5.4 °F más frías que las hojas grandes con una longitud de unas cuatro pulgadas.
La razón por la que las hojas más pequeñas son más frescas es porque transpiran más rápido. ¿Por qué? Debido a algo llamado capa límite.
En este diagrama, la barra de oro representa una sección transversal de una hoja. La longitud de un rayo representa la velocidad del viento en ese punto. La capa límite azul es la capa de aire que se mueve más lentamente justo encima de la superficie de la hoja. Cuanto más viaja el viento sobre la hoja, más gruesa se vuelve la capa límite. Las hojas más grandes tienen capas límite más largas y gruesas.
Cuando el viento sopla sobre una hoja, existe una zona inmóvil justo encima de la superficie. Más lejos de la superficie, los vórtices de viento mezclan el aire, pero dentro de esta bolsa inmóvil, conocida como capa límite, no se produce ninguna mezcla. Sin mezclarse, el agua que sale de los estomas debe difundirse a través de la capa límite. A medida que el viento viaja a lo largo de una hoja, la capa límite se ensancha. Debido a que las hojas más grandes tienen capas límite más gruesas, el agua tiene que difundirse por distancias más largas, lo que se traduce en una evaporación más lenta que sus contrapartes más pequeñas.
El hecho de que las hojas más grandes no sean tan buenas para enfriarse no necesariamente pone en peligro los huevos que se depositan sobre ellas. Para probar el peligro real, los investigadores expusieron los huevos de la polilla esfinge a temperaturas que imitaban las experimentadas durante las tardes de Arizona. Cuando se sometieron a 104 °F, todos los huevos analizados permanecieron viables, pero a 107 °F, solo el 62.5 % de los huevos eclosionaron, y a 110 °F, ninguno lo hizo. Mientras que algunas hojas grandes de datura alcanzaron temperaturas de hasta 115 °F.
Las posibilidades
Las capas límite son importantes cuando se diseñan planos para el diferencial de presión que da sustentación al ala. Pero, ¿qué se podría hacer si comprometiéramos sus propiedades térmicas? ¿Podríamos aprender a mantener los edificios inherentemente más frescos oa reducir la energía que utilizan los dispositivos electrónicos para mantenerse frescos en ambientes calurosos?
