森林里的“天空拼圖”

張璇

行走在高大的喬木森林中，人們常常被眼前的林間小路所吸引，殊不知，倘若抬頭仰望，也會(huì)看到一番奇妙的景象：即使空間非常擁擠，相鄰樹木的頂層樹冠也并不交叉重疊，而是各自占據(jù)一塊空間，彼此禮讓著成長，好似天空的拼圖。樹冠之間明顯的間隔又如河流、水渠般交錯(cuò)連通，令人不由得感嘆大自然的鬼斧神工。這種現(xiàn)象被科學(xué)家稱為“樹冠羞避”。

早在20世紀(jì)20年代，樹冠羞避現(xiàn)象就引起了人們的關(guān)注，時(shí)至今日依然是生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)。為解釋這一現(xiàn)象，科學(xué)家先后提出多種假說。其中一種認(rèn)為，樹冠的分離是為了避免蟲害蔓延，其依據(jù)是食葉昆蟲的幼蟲以及一些蟻群，能夠通過交叉的樹梢在樹木個(gè)體之間來去自如，樹冠的間隔增大相當(dāng)于阻斷了這一路徑。

由于樹冠羞避通常發(fā)生在同一樹種之間，一些生態(tài)學(xué)家提出，樹木以此來優(yōu)化光照條件，從而提高光合作用的效果。實(shí)現(xiàn)這種群體共贏的方式依賴于存在于植株葉片中的光線感應(yīng)機(jī)制。葉片通過光敏色素中的光感受器接收反向散射的遠(yuǎn)紅外線，估測和旁邊樹木的距離。一旦間距過小，樹木生長需要的光照就會(huì)不足，所以植物會(huì)根據(jù)估測的距離來決定頂端的樹梢是否繼續(xù)伸長；與此同時(shí)，葉片還能夠檢測日光中的藍(lán)光，避免在陰影處生長。這樣雙管齊下，樹木就能夠憑借光感受器探測到附近的樹木并避開它們。最新科研結(jié)果也進(jìn)一步支持了這種假說。擬南芥（一種常用的模式生物，用于揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象）在生長時(shí)會(huì)避開同類個(gè)體，為彼此保留必要的生存空間；而對(duì)鄰近的其他種類的植物，則無所顧忌地遮住對(duì)方，與之爭奪光照。

還有一種假說認(rèn)為，樹冠羞避是為了保護(hù)樹梢不受損害。澳大利亞林務(wù)員雅各布曾在1955年出版的《桉樹生長習(xí)性》中，詳細(xì)記錄了他對(duì)桉樹樹冠羞避現(xiàn)象的觀察。他發(fā)現(xiàn)桉樹對(duì)葉片的磨損十分敏感，為避免無謂的生長損耗，樹與樹之間便形成了空隙。此外，也有其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在常年刮風(fēng)的地區(qū)，高處的樹梢如果距離太近，很容易在起風(fēng)時(shí)相互交纏在一起，發(fā)生纏繞摩擦甚至被折斷。相對(duì)植株的其他部位，樹梢的生長速度更快。由于長期在風(fēng)中受到摩擦損傷，樹梢的橫向發(fā)展便受到抑制，從而導(dǎo)致相鄰植株樹冠頂端之間的距離逐漸形成。從這個(gè)角度來說，樹冠羞避也是植物應(yīng)對(duì)不良?xì)夂虻囊环N適應(yīng)機(jī)制。endprint