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大树:我们也会互相礼让

2024-04-28史军

科学大众·小诺贝尔 2024年4期
关键词:枝叶树冠一棵树

史军

在自然界,很多生物都会互帮互助。但是,植物之间的互帮互助、相互礼让就很少被人注意到。

在生长的过程中,不同个体的树冠之间互相不重叠,而是形成了一些开沟。也就是说,树冠之间有一个明显的界限,这种现象被称为“树冠羞避”。为什么会出现这种现象呢?

3种不同的假说

第一种假说认为,树冠羞避可以让树木更好地躲避虫害。树冠之间形成一个沟状开口,可以避免害虫从一棵树扩散到另外一棵树。第二种假说是机械损伤假说,认为在一些风大的地方,树冠之间会形成剧烈的机械摩擦,从而产生一些损伤,为此形成了树冠羞避的现象。

此外,还有一种假说认为,树冠会感受到不同光照的光谱组成和强度,它们之间会尽量错开互相遮挡的区域,减少枝叶之间的荫蔽,于是就产生了树冠羞避现象。

面对这么多假说,我们该如何验证它们的真伪呢?真正的原因究竟是什么呢?

有趣的实验发现

一些实验给我们指明了方向。比如针对树冠之间机械损伤的假说,人们在观察中发现,风引起树冠之间的摩擦确实会影响大树嫩枝的生长。在北美云杉、日本落叶松的身上都发现了这样一个现象:在产生机械损伤的时候,嫩枝就不会再继续生长,从而产生了树冠羞避这种现象。

在之后的一些研究中,科学家也发现光对于树木的生长有着非常强烈的影响。有一些树会感知到红外光、蓝光的影响,红外光就是在告知这棵树在邻近的区域还有哪些树木的存在。于是,在生长的过程中,这棵树就会调整自己的生长方向,从而避开其他树,特别是同种树。

还有一个更有意思的现象。在 2015 年的一个实验中,科学家发现,拟南芥在生长过程中,叶片的排布与相邻植物的亲疏关系明显相关。它们会有意避开那些跟自己同宗同源的“兄弟姐妹”;如果碰见与自己没有亲缘关系的个体,它们的叶片就会尽可能地去争夺一个吸收光照的好位置。这个实验在最大限度地支持了关于光照影响植物枝叶分布的假说的存在。

刻在个别植物基因中的性状

在自然界,并不是所有植物在生长过程中都有树冠羞避现象,能产生这种现象的植物其实非常有限,最典型的包括龙脑香科植物、桉树以及扭叶松类植物。

如果换一个角度来看树冠羞避现象,我们会发现一个非常有意思的点——出现树冠羞避现象的植物,通常都生活在光照强度比较强、光照资源比较充裕的地方。如果在光照强度比较弱或者光照资源不是很充足的地方,植物之间就是纯纯的竞争关系,不会出现这种你推我让的情况。

树冠羞避现象可能对所有的树都有好处,这个现象本身就是平均分布光照资源的一个典型的做法。当然,这种现象也仅适于有限的植物物种,有亲缘关系的同源物种之间更容易出现。

如果我们去热带雨林里面观察,会发现树木之间的枝叶都是层层叠叠的,有些植物的枝干甚至互相交错在一起,还有些植物的枝叶干脆覆盖了其他植物的树冠。特别是像榕树这样的植物,它们巴不得把其他树都绞杀了,才不可能出现互相礼让的情况。

所以,树冠羞避现象,说到底,也只是为了更好地遗传同一个物种的基因。一棵树好不算好,一片林子好也不算好,一个物种拥有光明的未来才是真正的好。这个对物种本身有利的性状,就深深地刻在了個别植物的基因当中。

(责任编辑:陆艳)

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