2022年02月08日

北大・発表「樹木はどこまで高く成長できるのか？」

【カテゴリー】：行政/団体 【関連企業・団体】：北海道大学

「樹木はどこまで高く成長することができるのか？」という、興味深い研究結果を8日、北海道大学院の佐藤太裕教授（工学研究院）らの研究グループが発表した。数理モデルを使い、構造力学の視点から初めて解明した。 　研究グループは、樹木が重い体を有しているのにも関わらず、安定して光合成のために高く大きく成長していることに着目した。そこに樹木が成長過程で獲得してきた「重力に効率よく打ち勝つための仕組み」が秘められていると考え、重量物の配分バランスと、実現可能な最大高さの関係を構造力学的な観点から解明した。 　研究では、樹木がもつ多様な重量分布を表現できるよう、密度が連続的に変化する数理モデルを構造力学の理論をベースに構築し、重量物の配分バランスと実現可能な最大高さの関係を定式化した。その結果、樹木は生存戦略のために光合成を効率化させるため、葉がバランス良く光を受けるように配置しつつ高さを獲得するという、極めて賢く枝葉を分布させていることが明らかになった。 　今回研究で解明された樹木の力学的合理性や巧妙な重量配分の仕組みは、人間社会にとっても自然に優しい経済的な構造デザインや新材料の創製に生かすことができる。さらに、本研究で構築した数理モデルは、重量分布と最大高さに関する普遍的な力学法則を示すとともに、複雑な力学問題を解決するための強力なツールとなり得るなど、極めて幅広い分野への応用可能性が期待される。 同研究成果は，2月7日公開の「Scientific Reports」誌にオンライン掲載された。 ニュースリリース参照 https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/220208_pr.pdf