No vale das Montanhas Rochosas, na Califórnia, cresce um grupo de sequoias norte-americanas de mais de 2000 anos. As árvores mais altas atingem 112,7 metros de altura e mais de 8 metros de espessura, mais altas do que um edifício de 30 andares! Como é que a água sobe para uma árvore tão alta? Será que ele vai crescer mais alto?
Elevar a água das raízes para a coroa de 100 metros de altura não é uma tarefa fácil. Em primeiro lugar, a água é absorvida pelas células ciliadas da raiz e transportada para o ducto do xilema, que é então transportado para os ramos e folhas da ponta através do ducto. Este processo pode ser imaginado como uma competição de puxar de corda entre a coroa e o fio de água em um tubo, "puxando" de cima, "continuamente" no meio do caminho, e "empurrando" das raízes.
Então, uma árvore de 100 metros de altura pode gerar força de tração suficiente? Os cientistas coletaram galhos superiores em diferentes alturas para medir seu potencial de água (tração) e descobriram que quanto mais altos os galhos eram, maior a força de tração. A chave no meio do caminho é que ele não pode puxar o fio de água, porque uma vez que o fio de água é puxado, bolhas de ar serão formadas no tubo, bloqueando o transporte de umidade. Quanto maior a coroa, maior a gravidade do fio de água e a resistência do tubo, maior a força de tração do fio de água e maior a probabilidade de ser quebrado. Assim, o fio de água pode ser puxado mais alto, dependendo do quão forte o fio de água é, o que é determinado pela força de adesão e tensão superficial entre as moléculas de água. Os cientistas descobriram que as paredes do ducto da sequoias norte-americanas são resistentes e também têm menor resistência à água do que outras espécies de árvores. Sabemos que, em uma corrida como essa, a força de tração deve ser maior que a soma da gravidade do fio de água e da resistência do tubo para vencer. Sob a mesma força de tração que o fio de água, a água pode ser puxada mais alto devido à menor resistência do tubo da sequoias.
Quanto à força de empuxo, quando cortamos a parte inferior do caule de uma plântula de planta, especialmente em tempo sufocante, ou nas primeiras manhãs de verão, tendemos a ver uma saída de líquido na seção, que é a pressão da raiz (empurrão). Podemos imaginar que essas árvores de cem metros de altura têm raízes profundas e uma grande pressão de raízes. Pode-se ver que o movimento da água na árvore não é um simples movimento mecânico, na verdade, as atividades vitais de várias células desempenham um papel importante.
Sob a ação da gravidade da Terra, a água tem um certo peso, quanto mais alta a árvore cresce, mais água é transportada para o topo, mais pesada e mais difícil. Em um certo grau de dificuldade, o crescimento da ponta será impedido pela falta de água e parará de crescer. As folhas crescem em galhos mais altos, mais pequenas são as folhas no topo de uma árvore de 112 metros, que são tão pequenas que parecem escamas coladas em galhos. Estas árvores mais velhas ainda estão crescendo em alta, com uma taxa de cerca de 25 centímetros por ano. De acordo com os cálculos, se a altura for aumentada por mais 15 metros, as folhas do topo da árvore secarão completamente devido a uma grave perda de água. Concluiu-se que a altura limite de crescimento das árvores é de cerca de 122 a 130 metros, o que coincide com o recorde mais alto de árvores na história.