发布时间:2025-01-18 13:19:06
树,可以生长数千年,但不可能长到数百米。三位美国生物学家正在揭示其中奥秘。
如果把世界上最高的树移植到纽约,布鲁克林桥可被其树荫遮蔽;若是移植到意大利,树高将是比萨斜塔高度的两倍。一棵高113米的加利福尼亚红杉,保持了树木高度的世界纪录,也为我们提出一个问题:为什么有些树能长如此之高?科学家却从另外的视角提出:参天大树为什么不能长得再高些?这可谓植物生长的最大奥秘。
显然,树木高度的变化首先取决于基因:我们不会见到参天的灌木,也不会见到针叶树长成高大的阔叶树。其次,环境也起着关键作用:在适合于灌木生长的土地,红杉不可能长太高。无论是什么树种,树木愈长高,生长速率愈降低,有时极其显著。然而,基因和环境都不可能充分解释其中的原因。
在澳大利亚,白蜡树幼苗每年可长高超过2米;到了90岁,每年仅长高50厘米;150岁则已停止向上的生长。树木生长的渐进停止,不单是一个学术问题。护林人关注它,是由于树木的最大高度是该群落产量的最好预测;环境学家关注它,是试图揭示树木高度、森林生长在气候变化规律中发挥的作用。
树木何以停止长高?最浅显的答案莫过于“它们变老而无力长高了。”然而,至少在某种程度上,新证据却并非支持此结论。现在,研究人员将视点锁定在水分传输与光合作用上,一些研究者甚至搭乘建筑升降机在高处观察树木顶端发生的一切。新近发表和尚未发表的研究成果表明,树木向上生长的同时,导水细胞功能正在衰减,这项成果正急剧改变该领域的研究现状。
树木顶端水分较少,意味着细胞内水流压力较低,而膨压对于植物细胞增长是十分必要的,树顶端细胞内的水压有可能降到直接停止细胞生长的程度。是邦德等几位美国农业部森林署的植物生态生理学家,首次揭示了压力衰减可能是影响树木长高的主因。2004年,水流压力的作用被揭示,至少适用于世界最高的树。北亚利桑那州立大学的树木生物学家乔治·科奇及其团队报道,红杉每日需数百千克的水以保持细胞活力,110米高针叶树的膨压只相当于55米高者的一半。基于此,他们计算得出——红杉高度不会超过130米。
尽管上述研究清楚地表明,高大树木的光合作用不同于高度较低、树龄较小的树,但是,这些差异如何终止了树木高度的生长。