Im Rocky Mountain Valley in Kalifornien, USA, wächst eine Gruppe von mehr als 2000 Jahre alten nordamerikanischen Redwoods, die höchste Höhe erreicht 112,7 Meter, Stamm dick mehr als 8 Meter, höher als ein 30 - stöckiges Gebäude! Wie kann man auf so hohe Bäume „aufsteigen"? Kann es noch größer werden?
Wasser von den Wurzeln bis zu einer 100 Meter hohen Krone zu heben, ist keine einfache Aufgabe. Zuerst wird Wasser von den Wurzelhaarzellen absorbiert, in den Katheter des Xylem transportiert und dann durch den Katheter an die Spitze der Zweige und Blätter transportiert. Dieser Prozess kann sich als eine Krone vorstellen, die mit dem Wasserfilament in einem Rohr ausgeht, um sowohl von oben "zuziehen", auf halbem Weg "kontinuierlich" als auch von der Wurzeln "drücken" zu müssen.
Kann ein 100 Meter hoher Baum genügend Kraft erzeugen? Die Wissenschaftler sammelten die oberen Zweige in verschiedenen Höhen, um ihr Wasserpotenzial (Zugkraft) zu messen, und fanden heraus, dass je höher die Zweige waren, desto größer die Zugkraft. Der Schlüssel auf halbem Weg ist, dass es den Wasserdraht nicht zerbrechen kann, weil der Wasserdraht, sobald er zerbrochen ist, im Rohr eine Blasen bilden wird, die den Transport von Wasser blockieren. Je höher die Krone ist, desto größer ist der Schwerkraft des Wasserfilaments und der Widerstand des Leiters, desto größer ist die Zugkraft, die das Wasserfilament ertragen muss, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zerbrochen wird. So kann das Wasserfilament letztendlich höher gezogen werden, abhängig von der Festigkeit des Wasserfilamms, die durch die Haftkraft und Oberflächenspannung zwischen Wassermolekülen bestimmt wird. Wissenschaftler fanden heraus, dass die Kanalwände der nordamerikanischen Redwoods hart sind und weniger Wasserwiderstand haben als andere Baumarten. Wir wissen, dass in einem solchen Ziehenrennen die Zugkraft größer ist als die Summe der Schwerkraft des Wasserseils und des Rohrwiderstands, um zu gewinnen. Unter der gleichen Zugkraft unter dem Wasserfilament kann das Wasser aufgrund des geringen Widerstands des Sequoia-Rohr höher gezogen werden.
Was den Schub betrifft, wenn wir den unteren Stamm eines Pflanzen-Sämlings abschneiden, insbesondere bei heißem Wetter oder frühen Sommermorgen, neigen wir dazu, Flüssigkeit aus dem Schnitt zu sehen, das ist der Wurzeldruck (Schub). Wir können uns vorstellen, dass diese hundert Meter großen Bäume sehr tiefe Wurzeln und einen großen Wurzeldruck haben. Folglich ist die Bewegung des Wassers im Baum keine einfache mechanische Bewegung, in der Tat spielen die Lebensaktivitäten verschiedener Zellen eine wichtige Rolle.
Unter der Schwerkraft der Erde hat Wasser ein gewisses Gewicht, je höher der Baum wächst, desto mehr Wasser an die Spitze transportiert wird, desto schwerer und schwieriger. Bis zu einem gewissen Grad der Schwierigkeit wird das Wachstum an der Spitze durch Wassermangel behindert und hört auf, weiter zu wachsen. Je höher die Zweige sind, desto kleiner sind die Blätter, die auf den 112 Meter hohen Baumspitzen wachsen, so klein wie Schuppen, die an den Zweigen hängen. Diese alten Bäume wachsen heute noch mit einer Geschwindigkeit von etwa 25 Zentimetern pro Jahr. Nach Berechnungen, wenn die Höhe um weitere 15 Meter erhöht wird, wird die Spitze der Blätter vollständig trocknen aufgrund eines starken Wasserverlustes. Daraus ergibt sich, dass die Höhengrenze für das Wachstum von Bäumen zwischen 122 und 130 Metern liegt, was mit dem höchsten Rekord für Bäume in der Geschichte übereinstimmt.