Growing in the misty Sierra Nevada mountains, their massive trunks support the tallest known trees in the world.

世界一高い木として知られ、霧の深いシエラネバダ山脈で成長するセコイアはふとい幹によって支えられます。

But even these behemoths seem to have their limits.

しかし、この巨大な植物でさえ、限界があるようです。

No sequoia on record has been able to grow taller than 130 meters—and many researchers say these trees won't beat that cap, even if they live for thousands of years to come.

過去の記録によると、130 メートルを超えるセコイアは一本もないようです。多くの研究者も「たとえセコイアが何千年も生きられるとしても、その上限を超えられない」と主張します。

So what exactly is stopping these trees from growing taller, forever?

では、その成長を止めるのは、一体何でしょう？

It all comes down to sap.

それは樹液です。

In order for trees to grow, they need to bring sugars obtained from photosynthesis and nutrients brought in through the root system to wherever growth is happening.

成長するために、光合成によって生産された糖と、根元から吸収した養分を末端まで輸送しなければなりません。

And just like blood circulates in the human body, trees are designed to circulate two kinds of sap throughout their bodies—carrying all the substances a tree's cells need to live.

人間の血液循環と同じように、木は 2 種類の樹液の循環によって生きるために必要な養分を全体の細胞に輸送しています。

The first is phloem sap.

まずは師管液です。

Containing the sugars generated in leaves during photosynthesis, phloem sap is thick, like honey, and flows down the plant's phloem tissue to distribute sugar throughout the tree.

師管液には葉の光合成で生産した糖が含まれるので、はちみつのように濃厚です。そして、師管という組織を通して、糖を全体細胞に輸送します。

By the end of its journey, the phloem sap has thinned into a watery substance, pooling at the base of the tree.

循環の最後に、師管液は薄くなって、水様性物質になり、木の根元に蓄積されます。

Right beside the phloem is the tree's other tissue type: the xylem.

師管のすぐそばにあるのは、養分を供給するもう1つの組織ー木部です。

This tissue is packed with nutrients and ions like calcium, potassium, and iron, which the tree has absorbed through its roots.

この組織には、根元から吸収した養分と、例えばカルシウムや、カリウム、鉄などのイオンがいっぱい含まれています。

Here at the tree's base, there are more of these particles in one tissue than the other so the water from the phloem sap is absorbed into the xylem to correct the balance.

木の根元を注目しましょう。ここでは、木部の中に、先述べたような粒子が、師管の中によりたくさん含まれるので、師管液から水が木部に吸収され、それによって樹液の濃度が平衡状態に達するまで調節されます。

This process, called osmotic movement, creates nutrient-rich xylem sap, which will then travel up the trunk to spread those nutrients through the tree.

このプロセスは浸透と言います。高養分の木部液が生産され、木の根元から上に登り、木の全体に拡散します。

But this journey faces a formidable obstacle: gravity.

でも、このプロセスには、手ごわい障害があります。それは重力です。

To accomplish this Herculean task, the xylem relies on three forces: transpiration, capillary action, and root pressure.

この困難な仕事を達成するには、木部は 3 つの力に頼ります。それは蒸発、毛管現象と根圧です。

As part of photosynthesis, leaves open and close pores called stomata.

光合成の一部として、葉の表面に存在する小さな開閉の穴は気孔と呼びます。

These openings allow oxygen and carbon dioxide in and out of the leaf, but they also create an opening through which water evaporates.

気孔の開閉によって、二酸化炭素の取り込みと酸素の放出ができる一方、水蒸気の放出も同様にできます。

This evaporation, called transpiration, creates negative pressure in the xylem, pulling watery xylem sap up the tree.

この水蒸気の放出は蒸散と言います。それによって、木部に負圧が発生し、水様性木部液を上昇させます。

This pull is aided by a fundamental property of water called capillary action.

この上昇させる力を提供するのは、毛管現象という水の基本特性です。

In narrow tubes, the attraction between water molecules and the adhesive forces between the water and its environment can beat out gravity.

その現象は、細管の中に存在する水分子の間の吸引力と水と外の環境との付着力によって、重力に逆らい樹液を上昇させることができます。

This capillary motion is in full effect in xylem filaments thinner than human hair.

毛管現象は人間の毛髪より細い木部繊維の中で最大の効果を発揮しています。

And where these two forces pull the sap, the osmotic movement at the tree's base creates root pressure, pushing fresh xylem sap up the trunk.

そしてその２つの力によって、木の根元では、浸透による根圧で木部液を上昇させます。

Together these forces launch sap to dizzying heights, distributing nutrients, and growing new leaves to photosynthesize—far above the tree's roots.

これらの力を合わせると、木は目眩がするほどの高い、根元から遠く離れているところまで、樹液を上昇させることができ、それによって養分も供給され、さらに若葉が生長し、光合成が行われます。

But despite these sophisticated systems, every centimeter is a fight against gravity.

でもこのような精巧なシステムを備えているにも関わらず、たった毎センチでも重力との戦いとも言えます。

As trees grow taller and taller, the supply of these vital fluids begins to dwindle.

木が成長すれば、成長するほど、これらの大切な液体の供給は次第に減少していきます。

At a certain height, trees can no longer afford the lost water that evaporates during photosynthesis.

そして一定の高さに達すると、水分の供給は光合成による蒸散して失われた水より少なくなり、木の中の水分は不足の状態になります。

And without the photosynthesis needed to support additional growth, the tree instead turns its resources towards existing branches.

成長するための光合成が行われないと、木は代わりに枝の方に養分を供給します。

This model, known as the “hydraulic limitation hypothesis”, is currently our best explanation for why trees have limited heights, even in perfect growing conditions.

この「水分通道制限説」と知られているモデルは、今の所完璧な生育環境にあるにも関わらず、どうして木には高さの制限があるのかという疑問に対する一番適切な説明になります。

And using this model alongside growth rates and known needs for nutrients and photosynthesis, researchers have been able to propose height limits for specific species.

そしてこのモデルを成長率、必要な養分、光合成と共に使うことで、研究者たちは特定の樹種の高さの制限を説明することができます。

So far these limits have held up—even the world's tallest tree still falls about fifteen meters below the cap.

これまで、このような制限により、世界一高い木にも関わらず、成長の限界は約 15 メートルで止まっています。

Researchers are still investigating the possible explanations for this limit, and there may not be one universal reason why trees stop growing.

研究者たちはまだこの制限に対して、考えられる原因を調査しています、木の成長に制限があるのはなぜかという問題について、必ずしも１つの全体的な原因があるとは限らないという。

But until we learn more, the height of trees is yet another way that gravity, literally, shapes life on Earth.

でも、私たちがより詳しい原因を発見するまで、木の高さとはまだ、重力が地球上の生命を形作る方法なのです。