Les petites feuilles sont plus efficaces pour garder au frais et protéger les œufs d'insectes des températures mortellement élevées.
Introduction
Quand les gens surchauffent, nous transpirons. La sueur absorbe l'énergie thermique de notre corps, se transforme d'un liquide en gaz et transfère cette énergie dans l'air à mesure qu'elle monte, nous refroidissant.
Les plantes ne transpirent pas, elles transpirent, libérant de l'eau sous forme de vapeur à travers les pores de la surface des feuilles appelées stomates. Bien que les plantes transpirent pour plus de raisons que le simple refroidissement, la réduction de la température des feuilles est un avantage. Et c'est bénéfique non seulement pour les plantes, mais aussi pour les insectes comme le sphinx qui pondent leurs œufs sur ces feuilles.
Une étude récente de l'Université de l'Arizona a montré que la transpiration de la datura sacrée refroidit davantage les petites feuilles que les grandes feuilles.
Cet effet de refroidissement les rend plus aptes à protéger les œufs d'insectes, qui n'ont aucun moyen de réguler leur propre température.
La stratégie
Une étude récente de l'Université de l'Arizona a montré que la transpiration de la datura sacrée refroidit davantage les petites feuilles que les grandes feuilles. Cela les rend plus aptes à protéger les œufs qui, contrairement aux plantes et aux humains, n'ont aucun moyen de réguler leur propre température.
La chaleur stimule la transpiration, elle a donc le plus d'effet pendant la partie la plus chaude de la journée. C'est aussi le moment où les œufs d'insectes risquent le plus de brûler au soleil. Pendant les températures maximales de l'après-midi, l'étude a révélé que les feuilles de toutes tailles étaient généralement plus fraîches que l'air ambiant. Cependant, les petites feuilles, d'une longueur d'environ deux pouces, étaient en moyenne 5.4 ° F plus froides que les grandes feuilles d'une longueur d'environ quatre pouces.
La raison pour laquelle les petites feuilles sont plus fraîches est qu'elles transpirent plus rapidement. Pourquoi? À cause de ce qu'on appelle une couche limite.
Dans ce schéma, la barre dorée représente une coupe transversale d'une feuille. La longueur d'un rayon représente la vitesse du vent en ce point. La couche limite bleue est la couche d'air qui se déplace plus lentement juste au-dessus de la surface de la feuille. Plus le vent se déplace loin sur la feuille, plus la couche limite devient épaisse. Les feuilles plus grandes ont des couches limites plus longues et plus épaisses.
Lorsque le vent souffle sur une feuille, une zone immobile existe juste au-dessus de la surface. Plus loin de la surface, les tourbillons de vent mélangent l'air, mais à l'intérieur de cette poche immobile, connue sous le nom de couche limite, aucun mélange ne se produit. Sans se mélanger, l'eau sortant des stomates doit diffuser à travers la couche limite. Lorsque le vent se déplace le long d'une feuille, la couche limite s'élargit. Parce que les feuilles plus grandes ont des couches limites plus épaisses, l'eau doit diffuser sur de plus longues distances, ce qui se traduit par une évaporation plus lente que leurs homologues plus petites.
Le fait que les feuilles plus grandes ne soient pas aussi bonnes pour se refroidir ne met pas nécessairement les œufs pondus dessus en péril. Pour tester le danger réel, les chercheurs ont exposé des œufs de sphinx à des températures imitant celles des après-midi arizoniens. Lorsqu'ils ont été soumis à 104 ° F, tous les œufs testés sont restés viables, mais à 107 ° F, seuls 62.5% des œufs ont éclos et à 110 ° F, aucun ne l'a fait. Alors que certaines grandes feuilles de datura ont atteint des températures aussi élevées que 115°F.
Le potentiel
Les couches limites sont importantes lors de la conception d'avions pour le différentiel de pression qui donne une portance d'aile. Mais que pourrait-on faire si l'on engageait leurs propriétés thermiques ? Pourrions-nous apprendre à garder les bâtiments intrinsèquement plus frais ou à réduire l'énergie utilisée par l'électronique pour rester au frais dans des environnements chauds ?
