新しい研究により、科学界が樹木の機能をモデル化するために以前に使用していたレオナルド・ダ・ヴィンチの「樹木の法則」が、樹木の内部の血管構造に関しては不正確であることが明らかになった。研究によると、この規則と樹木の脈管構造のずれが、大樹が干ばつや気候変動の影響を受けやすい理由を説明している可能性があります。
レオナルド・ダ・ヴィンチが樹木を説明するために使用した「樹木の法則」は、樹木とその機能をモデル化する際に科学界で広く採用されています。
今回、英国のバンゴー大学とスウェーデン農業科学大学（SLU）の研究者らは、この規則が樹木の内部構造を規制する規則と矛盾していることを発見した。
レオナルド・ダ・ヴィンチは絵画に興味を持っていたため、木などのさまざまな物体をより正確に表現するために、その大きさの比率を研究するようになりました。木を正確に表現するために、彼は「木のすべての枝は、その高さの各段階で幹と組み合わせたときに太さが等しい」という、いわゆる「木の法則」を実現しました。
レオナルドの「樹木の法則」は樹木の維管束チャネルにも当てはまると考えられており、幹の体積は依然として増加するものの、枝が狭くなるのと同じ割合で個々のチャネルのサイズが減少します。この「ルール」は代謝スケーリング理論の一部として認識されています。
しかし、権威ある査読誌「米国科学アカデミー紀要（PNAS）」に掲載されたバンゴー大学とSLUの科学者らの研究結果は、このモデルが樹木の内部の維管束構造に適用された場合、完全に正しいわけではないことを示している。
水と栄養素が根から葉の先端まで木の中を効果的に流れるためには、維管束系が「耐水圧」を維持する必要があります。
バンゴー大学と SLU のルーベン・ヴァルブエナ氏とスチュアート・ソップ氏は、油圧抵抗が機能するには、ある時点で「樹木の法則」が適用されなくなると計算しました。
根から葉の先端まで流体を効率的に輸送するには、樹木の維管束路が水圧抵抗を維持するためにある程度のサイズである必要があります。したがって、植物は末端に行くにつれてサイズを小さくする必要があり、その結果、周囲の植物体に対する毛細血管の割合が増加します。
ルーベン・バルブエナ博士（バンゴー大学名誉教授、現在は南カリフォルニア大学教授）は次のように説明しています：「レオナルド・ダ・ヴィンチは芸術家に素晴らしい『インスピレーション』を与えましたが、レオナルドの樹木の法則は顕微鏡レベルでは当てはまりません。私たちの計算は代謝スケーリングの理論をさらに洗練させ、植物システム全体の理解を向上させると信じています。また、私たちの再計算は、なぜ大きな木が干ばつの影響を受けやすく、気候変動の影響に対してより脆弱になります。」
現在、バンゴー大学で環境科学の博士号取得を目指して勉強している共著者のスチュアート・ソップ氏は、「私たちの目的の1つは、森林の樹木バイオマスと炭素含有量を推定するために使用できる比率を導き出すことです。この新しい比率は、地球規模の樹木の炭素回収量を計算するのに役立ちます。」と述べた。