这种吸血鬼树桩对生命的渴望暗示着一种树栖超个体

要区分一棵树和另一棵树的界限可能并不容易。

人类在被砍头后生存能力很差,但对某些树木来说,失去树冠仅仅意味着第二幕的开启。

林业工作者长期以来一直对所谓的“活树桩”感到惊叹,这些树木残骸在失去叶子、树枝和树干后仍能保持水分和养分。这些“不死遗迹”有时会 让人联想到僵尸,但最近的研究结果表明,吸血鬼可能是一个更贴切的比喻。新西兰生态学家团队确定,至少有一块充满活力的木头通过共享的地下根系网络,通过榨取邻居的生命力来维持生命。如果这种现象普遍存在,可能会使当地的保护工作复杂化,并引发一场关于树木是个体还是更大整体一部分的新辩论。

“森林究竟是一个社群组织,就像蚂蚁和白蚁一样吗?”新西兰奥克兰理工大学的生态学家、该研究的合著者 塞巴斯蒂安·卢兹辛格(Sebastian Leuzinger)问道,该研究 于今日发表在《iScience》杂志上。“如果我们把树木和森林看作是超级有机体,我们就需要重新思考。”

卢兹辛格和他的同事在奥克兰西部徒步旅行时偶然发现了这块膝盖高的木头。它不会让大多数人印象深刻(卢兹辛格估计有成千上万的人走过它),但那棵贝壳杉树桩的球状生长立即引起了生态学家的注意。“我们看了看树桩,它明显看起来有活组织,”他说。“立刻就出现了问题,为什么一棵树没有叶子却还活着?”

为了找出原因,两人返回并在这棵树桩和最近的两棵贝壳杉树上都插上了测量树液流动的针。连续 11 天,他们发现这三个生物体内的水分流动模式是同步的。白天,当大量水分向上输送到树木以补充光合作用流失的液体时,树桩却很“渴”。但到了晚上,当树木基本保持水分时,树桩却能吸收少量的树液。同样的反向关系——树桩只在邻居们不活跃时循环树液——即使在暴雨(会扰乱光合作用)期间也保持着,这让团队得出了一个明确的结论:树桩正在从周围的树木中吸取水分和其中的营养物质。

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卢兹辛格在实验设备连接好的活树桩旁 卢兹辛格 / iScience

“这确实表明,它们是一个巨大的根系集合体,”卢兹辛格说,“在各个方向交换水分、养分和碳。”已经有理由怀疑这种网络是可能的。当多岩石的土壤将根系挤压到同一区域时,它们会融合在一起——这个过程称为根系嫁接。但根据卢兹辛格的说法,没有人曾抓到过融合的根系在树木之间输送水分。研究人员推测,这棵贝壳杉树桩在还完整时就与邻居们连接在了一起,形成了一个广泛的根系网络,这可能让所有三棵树保持了水分并直立生长,实现了三赢的局面。然而,在某个时候,其中一棵树遭受了未知的创伤,剩下的部分发生了彻底的转变,重新布线了其输水系统,完全依赖邻居们的“施舍”来维持生命。现在,为什么剩下的树木会支持这个“寄生”的树桩,就不得而知了。

“浪漫地说,我们可以认为它们在照顾它们的祖父并让它活着,”卢兹辛格说。“或者,它们可能只是无法割断这个特殊的寄生虫。”

这项研究首次测量了树木之间的水分交换,推进了对树木如何连接形成“社会安全网”这一新兴理解。研究人员在 1997 年证明,土壤中的菌根真菌 在幼苗之间转移碳,然后在 2016 年,另一组研究人员发现树木在共享大量碳,其中 多达 40% 的细根碳来自其他地方。根据今年早些时候发表的研究,这些真菌资源共享网络,被植物学家统称为“木质互联网”,似乎是 全球现象。虽然真菌充当不同物种之间的联络人,但根对根的嫁接代表了同一物种的树木可以直接合作的方式。

“这是一个漂亮的研究,”以色列魏茨曼科学研究所的树木研究员、2016 年菌根研究的合作者 塔米尔·克莱因(Tamir Klein)说。“我希望我能自己完成。”他在以色列较干燥的森林中也观察到了根系嫁接和活树桩,这表明这种策略并非仅限于新西兰的贝壳杉树。然而,他说,树液流量测量只提供了水分共享的间接证据,并且不能明确排除通过土壤进行异常时间吸收的可能性。克莱因的团队目前正在用猩红色染料浸泡一个活树桩,希望能看到附近树木变成粉红色的程度,这是树液共享更确凿的迹象。

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树桩的特写 卢兹辛格 / iScience

卢兹辛格也在寻找更多直接证据,以了解树木在地下到底在做什么。如果徒步旅行者和林业工作者能帮助发现更多当地的活树桩实例,他计划带着气铲(一种工业级吹风机,可以吹走土壤并安全地 暴露树木的根系结构)回去。实际看到地下网络将使他能够研究其规模和结构。

最大的问题是,这些“战胜死亡”的伙伴关系是零星地发生在小片树林之间,还是延伸到整个森林。后者对保育人士来说是个喜忧参半的消息。广泛的水分共享可以使森林更能抵抗干旱,但交换树液也容易传播疾病。一种真菌状生物目前正以 贝壳杉枯死病 威胁着新西兰的森林,如果水分共享是问题的根源,那么关闭徒步小径和清洗被污染的靴子将无济于事。“看起来有点严峻,”卢兹辛格说,“但这仍然是猜测。”

这些实际的担忧也触及了更根本的概念。清洗靴子将树木视为需要隔离的个体,但泛滥的根系嫁接将使这一概念失效。“如果它们不再是独立的个体,”克莱因说,“那么我们就必须将森林视为一个整体。”

只有通过进一步对树桩的研究,研究人员才能挖掘出确凿的答案。“我们有很多后续的想法,”卢兹辛格说,“但实际上,我们提出的问题比解答的要多。”

 

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Charlie 是一名记者,报道地球内外物理科学领域的发展。除了《流行科学》,他的作品还发表在《Quanta Magazine》、《Scientific American》、《The Christian Science Monitor》等刊物上。此前,他曾在莫桑比克和日本教授物理和英语,并在布朗大学学习物理。您可以在这里查看他的网站。


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