史軍

在自然界,很多生物都會互幫互助。但是,植物之間的互幫互助、相互禮讓就很少被人注意到。
在生長的過程中,不同個體的樹冠之間互相不重疊,而是形成了一些開溝。也就是說,樹冠之間有一個明顯的界限,這種現象被稱為“樹冠羞避”。為什么會出現這種現象呢?
3種不同的假說
第一種假說認為,樹冠羞避可以讓樹木更好地躲避蟲害。樹冠之間形成一個溝狀開口,可以避免害蟲從一棵樹擴散到另外一棵樹。第二種假說是機械損傷假說,認為在一些風大的地方,樹冠之間會形成劇烈的機械摩擦,從而產生一些損傷,為此形成了樹冠羞避的現象。
此外,還有一種假說認為,樹冠會感受到不同光照的光譜組成和強度,它們之間會盡量錯開互相遮擋的區域,減少枝葉之間的蔭蔽,于是就產生了樹冠羞避現象。
面對這么多假說,我們該如何驗證它們的真偽呢?真正的原因究竟是什么呢?
有趣的實驗發現
一些實驗給我們指明了方向。比如針對樹冠之間機械損傷的假說,人們在觀察中發現,風引起樹冠之間的摩擦確實會影響大樹嫩枝的生長。在北美云杉、日本落葉松的身上都發現了這樣一個現象:在產生機械損傷的時候,嫩枝就不會再繼續生長,從而產生了樹冠羞避這種現象。
在之后的一些研究中,科學家也發現光對于樹木的生長有著非常強烈的影響。有一些樹會感知到紅外光、藍光的影響,紅外光就是在告知這棵樹在鄰近的區域還有哪些樹木的存在。于是,在生長的過程中,這棵樹就會調整自己的生長方向,從而避開其他樹,特別是同種樹。
還有一個更有意思的現象。在 2015 年的一個實驗中,科學家發現,擬南芥在生長過程中,葉片的排布與相鄰植物的親疏關系明顯相關。它們會有意避開那些跟自己同宗同源的“兄弟姐妹”;如果碰見與自己沒有親緣關系的個體,它們的葉片就會盡可能地去爭奪一個吸收光照的好位置。這個實驗在最大限度地支持了關于光照影響植物枝葉分布的假說的存在。
刻在個別植物基因中的性狀
在自然界,并不是所有植物在生長過程中都有樹冠羞避現象,能產生這種現象的植物其實非常有限,最典型的包括龍腦香科植物、桉樹以及扭葉松類植物。
如果換一個角度來看樹冠羞避現象,我們會發現一個非常有意思的點——出現樹冠羞避現象的植物,通常都生活在光照強度比較強、光照資源比較充裕的地方。如果在光照強度比較弱或者光照資源不是很充足的地方,植物之間就是純純的競爭關系,不會出現這種你推我讓的情況。
樹冠羞避現象可能對所有的樹都有好處,這個現象本身就是平均分布光照資源的一個典型的做法。當然,這種現象也僅適于有限的植物物種,有親緣關系的同源物種之間更容易出現。
如果我們去熱帶雨林里面觀察,會發現樹木之間的枝葉都是層層疊疊的,有些植物的枝干甚至互相交錯在一起,還有些植物的枝葉干脆覆蓋了其他植物的樹冠。特別是像榕樹這樣的植物,它們巴不得把其他樹都絞殺了,才不可能出現互相禮讓的情況。
所以,樹冠羞避現象,說到底,也只是為了更好地遺傳同一個物種的基因。一棵樹好不算好,一片林子好也不算好,一個物種擁有光明的未來才是真正的好。這個對物種本身有利的性狀,就深深地刻在了個別植物的基因當中。
(責任編輯:陸艷)