Kroonenberg vs Kruit: wie had gelijk?

r. Salomon Kroonenberg was op een keukentrapje in de weer met tuinslangen en water om te laten zien waarom bomen niet hoger kunnen worden dan 120 meter (‘Nog hoger kunnen de huidmondjes in de bladeren het water niet meer omhoogzuigen’). Abrupt werd hij onderbroken door Delfts natuurkundige prof.dr. Pieter Kruit. “Dat klopt niet”, baste die door de studio.

Er volgde een warrige discussie over aanzuigende huidmondjes, waterkolommen die maar tien meter hoog gezogen kunnen worden, en krachten in boomsapkanaaltjes.

“Het was een discussie tussen twee heren zonder verstand van zaken, met meer amusementswaarde dan wetenschappelijke waarde”, evalueert Kroonenberg nu nog meesmuilend.

“Ik heb me er sindsdien in verdiept, en volgens mij kan het nog steeds niet”, zegt een aanmerkelijk strijdbaardere Kruit. “Voor het omhoog zuigen van water door capillaire werking (aantrekking door de kanaalwanden – red.) heb je buisjes nodig van een duizendste millimeter dik. De kanalen in bomen zijn veel dikker.” Oftewel: hoge bomen knnen helemaal niet zo werken.

George W. Koch van de Northern Arizona University gebeld, die vorige week in Nature publiceerde over de maximumhoogte van de recordboom sequoia sempervirens, gestut door metingen aan boomtoppen tot 112 meter. “Veel buitenstaanders verbazen zich over effecten in de boomfysiologie”, zegt hij begrijpend over de telefoon. Een onverwacht fenomeen is bijvoorbeeld dat stijgend boomsap wezenlijk verschilt van de waterkolommen in natuurkundeboeken, van maximaal tien meter. Probeer je het water nog hoger te zuigen, dan wordt het optredende vacuúm vanzelf gevuld door een bel waterdamp.

Maar het kanalenstelsel van een boomstam is juist zorgvuldig beveiligd tegen het ontstaan van zulke bellen, ofwel ‘cavitatie’. Die bellen groeien alleen uit kleinere belletjes, dus als je die zorgvuldig buiten de deur houdt, kun je het sap onder ‘negatieve druk’ veel hoger zuigen.

Wel steekt cavitatie volgens Koch bij hoogtes boven de 122 meter alsnog de kop op, wat de boomhoogtegrens deels verklaart.

Daarnaast zijn de holle huidmondjes in de bladeren, waaruit het aangevoerde water uiteindelijk verdampt, kleiner dan een duizendste millimeter. Dus zijn de capillaire krachten wél groot genoeg om de waterstroom aan de gang te houden.

Wel moeten de huidmondjes bij grotere hoogtes nóg kleiner worden, wat op den duur funest is voor de fotosynthese. Ook daardoor worden ook sequoia’s niet hoger dan 130 meter, stelt Koch.

Kroonenberg verdedigde dus het juiste mechanisme, is zijn eindoordeel, al was het bijbehorende quizantwoord wel erg kort door de bocht.

Kroonenberg zelf vindt dat eigenlijk ook: “Eigenlijk denk ik dat bomen, als ze echt hoger zouden willen worden, heus wel een ander trucje zouden vinden.”

Bruno van Wayenburg

Het waren heerlijk ongemakkelijke momenten tijdens Wetenschapquiz 2003, toch al niet het meest soepel uitgevoerde programma van het jaar. Delftse prominent prof.dr. Salomon Kroonenberg was op een keukentrapje in de weer met tuinslangen en water om te laten zien waarom bomen niet hoger kunnen worden dan 120 meter (‘Nog hoger kunnen de huidmondjes in de bladeren het water niet meer omhoogzuigen’). Abrupt werd hij onderbroken door Delfts natuurkundige prof.dr. Pieter Kruit. “Dat klopt niet”, baste die door de studio.

Er volgde een warrige discussie over aanzuigende huidmondjes, waterkolommen die maar tien meter hoog gezogen kunnen worden, en krachten in boomsapkanaaltjes.

“Het was een discussie tussen twee heren zonder verstand van zaken, met meer amusementswaarde dan wetenschappelijke waarde”, evalueert Kroonenberg nu nog meesmuilend.

“Ik heb me er sindsdien in verdiept, en volgens mij kan het nog steeds niet”, zegt een aanmerkelijk strijdbaardere Kruit. “Voor het omhoog zuigen van water door capillaire werking (aantrekking door de kanaalwanden – red.) heb je buisjes nodig van een duizendste millimeter dik. De kanalen in bomen zijn veel dikker.” Oftewel: hoge bomen knnen helemaal niet zo werken.

George W. Koch van de Northern Arizona University gebeld, die vorige week in Nature publiceerde over de maximumhoogte van de recordboom sequoia sempervirens, gestut door metingen aan boomtoppen tot 112 meter. “Veel buitenstaanders verbazen zich over effecten in de boomfysiologie”, zegt hij begrijpend over de telefoon. Een onverwacht fenomeen is bijvoorbeeld dat stijgend boomsap wezenlijk verschilt van de waterkolommen in natuurkundeboeken, van maximaal tien meter. Probeer je het water nog hoger te zuigen, dan wordt het optredende vacuúm vanzelf gevuld door een bel waterdamp.

Maar het kanalenstelsel van een boomstam is juist zorgvuldig beveiligd tegen het ontstaan van zulke bellen, ofwel ‘cavitatie’. Die bellen groeien alleen uit kleinere belletjes, dus als je die zorgvuldig buiten de deur houdt, kun je het sap onder ‘negatieve druk’ veel hoger zuigen.

Wel steekt cavitatie volgens Koch bij hoogtes boven de 122 meter alsnog de kop op, wat de boomhoogtegrens deels verklaart.

Daarnaast zijn de holle huidmondjes in de bladeren, waaruit het aangevoerde water uiteindelijk verdampt, kleiner dan een duizendste millimeter. Dus zijn de capillaire krachten wél groot genoeg om de waterstroom aan de gang te houden.

Wel moeten de huidmondjes bij grotere hoogtes nóg kleiner worden, wat op den duur funest is voor de fotosynthese. Ook daardoor worden ook sequoia’s niet hoger dan 130 meter, stelt Koch.

Kroonenberg verdedigde dus het juiste mechanisme, is zijn eindoordeel, al was het bijbehorende quizantwoord wel erg kort door de bocht.

Kroonenberg zelf vindt dat eigenlijk ook: “Eigenlijk denk ik dat bomen, als ze echt hoger zouden willen worden, heus wel een ander trucje zouden vinden.”

Bruno van Wayenburg