जमिनीतून उंच झाडाच्या टोकापर्यंत पाणी पोचतं तरी कसं? ज्या पद्धतीने याचं उत्तर दिलं जातं त्यातून आपली जंगलाची जाण लक्षात येते.झाडं एकमेकांशी कशी बोलतात किंवा त्यांना यातना होतात का,या अभ्यासापेक्षा झाडातून पाण्याचा प्रवाह कसा होतो हे कळणं त्यामानाने सोपं आहे. आणि हे सोपं वाटतं त्यामुळे अनेक शास्त्रज्ञांनी या प्रश्नाला उत्तरं दिली आहेत.माझ्या विद्यार्थ्यांबरोबर मला या विषयावर गप्पा मारायला मजा येते. झाडातून पाण्याचा प्रवाह कसा होतो याची दोन मुख्य कारणं दिली जातात - केशाकर्षण (कॅपिलरी ॲक्शन) आणि पानांतून होणारे बाष्पोत्सर्जन (ट्रांस्पिरेशन).
नाश्त्यामध्ये कॉफी पिताना आपल्याला केशाकर्षणचे प्रात्यक्षिक दिसते.केशाकर्षणामुळे कॉफीचा पृष्ठभाग कपाच्या कडेहून उंच राहू शकतो. केशाकर्षण तर कपाच्या उंचीपर्यंतच कॉफी असती.या फोर्समुळे अरुंद भांड्यातले द्रव्य गुरुत्वाकर्षणाला झुगारून अधिक उंची गाठू शकते. पानगळ होणाऱ्या झाडात पाणी पोहोचविणारी नलिका ०.०२ इंच रुंदीची असतात आणि ती पाण्याला वर ढकलू शकते.
सूचीपर्णी वृक्षात तर नलिकांची रुंदी जेमतेम ०.०००८ इंच असते.पण फक्त नलिका अरुंद आहेत म्हणून पाणी वरती जातं असं म्हणणं चुकीचं आहे,कारण अत्यंत अरुंद नलिकेतही पाणी जमिनीपासून फार फार तर तीन फूट वरती चढवता येण्याइतकीच ताकद असते.
द हिडन लाईफ ऑफ ट्रीज,पी ट र वो ह्ल ले बे न
अनुवाद - गुरुदास नूलकर,अरविंद घनश्याम पाटकर
मनोविकास प्रकाशन
आणि म्हणूनच ट्रांस्पिरेशन ही दुसरी प्रक्रिया झाडाच्या मदतीला येते.उबदार वातावरणात सूचीपर्णी आणि रुंद पानातून हवेची वाफ सोडली जाते.एखाद्या विशाल बीच वृक्षातून या पद्धतीने दिवसाला शेकडो गॅलन पाणी बाहेर पडतं.यामुळे झाडाच्या पाणी वाहतुकीच्या नलिकेतून जमिनीतलं पाणी शोषून घेतलं जातं.जोपर्यंत पाणीपुरवठा थांबत नाही तोपर्यंत शोषण होत राहतं,कारण पाण्याचे रेणू एकमेकांना चिकटून वरती खेचले जातात.पानातून वाफ बाहेर गेली की तिथे रिकामी जागा तयार होते आणि जागा भरण्यासाठी पुढचा रेणू वरती सरकतो.
ट्रांस्पिरेशनही कमी पडलं तर झाडात द्रवाभिसरण (ऑस्मॉसिसची) सोय असते.जर एखाद्या पेशीत आजूबाजूच्या पेशींपेक्षा साखरेची घनता जास्त झाली,तर त्या पेशीत शेजारच्या पेशीतून पाणी सरकतं आणि घनता एकसारखी करून घेतली जाते.असं जेव्हा मुळापासून शेंड्यापर्यंत सर्व पेशीतून होतं,तेव्हा पाण्याचा प्रवाह मुळापासून शेंड्यांपर्यंत होऊ लागतो.
वसंत ऋतूच्या आधीच्या कालावधीत पानं पूर्णपणे उघडण्याच्या आधी झाडात पाण्याचा दाब सर्वाधिक असतो.या काळात झाडाला जर स्टेथस्कोप लावला तर चक्क प्रवाहाचा आवाज ऐकू येतो.
ईशान्य अमेरिका आणि कॅनडामध्ये याचा फायदा करून घेतला जातो.इथले लोक मॅपल झाडातून सिरप गोळा करतात.फक्त याच काळात झाडातून सिरप मिळते.
पानझडीच्या या काळात झाडांवर जास्त पाने नसतात,
त्यामुळे बाष्पोत्सर्जनही कमी असते.आधी पाहिल्याप्रमाणे केशाकर्षणाने पाणी जेमतेम तीन फूटच उंच चढू शकते.पण पूर्ण झाडाच्या खोडात पाणी तुडुंब भरलेले असते,मग आता फक्त 'द्रवाभिसरण' हेच एक कारण ठरते पाण्याच्या प्रवाहाचे.पण मला द्रवाभिसरण पुरेसं आहे असंही वाटत नाही.कारण 'द्रवाभिसरण' हे मुळांमध्ये आणि पानांमध्येच शक्य आहे,जिथे पेशी एकमेकांना खेटून असतात.झाडाच्या खोडात तर फक्त लांबच लांब,सलग नलिका असतात पाणी वाहून नेण्याकरता !
मग आता पाणी प्रवाहाचे नेमके उत्तर काय असेल?
खरं तर आजही ते आपल्याला पुरेसं कळलेलं नाही. पण नवीन संशोधनामुळे बाष्पोत्सर्जन आणि केशाकर्षण यांवर प्रश्नचिन्ह उभं केलं आहे. युनिव्हर्सिटी ऑफ बर्न,स्विस फेडरल इन्स्टिट्युट फॉर फॉरेस्ट,स्नो अँड लँडस्केप रिसर्च आणि स्विस फेडरल इन्स्टिट्युट ऑफ टेक्नॉलॉजी,झुरिच संस्थांच्या शास्त्रज्ञांनी केलेल्या एका संशोधनात रात्री झाडाच्या बुंध्यातून अगदी हळू अशी पाण्याची खळखळ ऐकू आली.
रात्रीच्या वेळेस पानातून प्रकाश संश्लेषण थांबलेलं असल्यामुळे पाण्याची वाफ तयार होत नाही.म्हणून रात्री बहुतांश पाणी बुंध्यात स्तब्धपणे उभं असतं. पण मग हा आवाज कसला?शास्त्रज्ञांच्या मते हा आवाज कार्बन-डाय-ऑक्साईडच्या बुडबुड्यांचा असू शकतो.हे बुडबुडे खोडांच्या बारीक नलिकेत साठवलेल्या पाण्यामध्ये असतात.याचा अर्थ असा की,बुडबुड्यांमुळे नलिकेतून पाण्याच्या स्तंभ अखंड असत नाही.हे जर बरोबर असेल तर मग केशाकर्षण,बाष्पो
त्सर्जन,द्रवाभिसरण या कशाचं झाडामधील पाणी वाहतुकीत फार काही योगदान नाही असचं म्हणावं लागेल.
किती प्रश्नांची आपल्याकडे उत्तरं नाहीत!पाणी वाहतुकीच्या प्रक्रियेचं आपलं ज्ञान चूक ठरलं म्हणून असेल किंवा नवीन माहिती मिळाली म्हणून असेल,पण आपल्या ज्ञानात नक्कीच भर झाली आहे.किती प्रश्नांची आपल्याकडे उत्तरे नाहीत! पाणी वाहतुकीच्या प्रक्रियेचे आपलं ज्ञान तोडकं आहे.म्हणायचं की आपल्याला आणखी एका रहस्याचं उत्तर सापडवायचं आहे,असे म्हणू या! दोन्ही गोष्टी औत्सुक्य वाढवणाऱ्याच आहेत,नाही का? पण आपल्या ज्ञानात नक्की भर झाली आहे.