樹木的隱秘生活

[德]彼德·渥雷本

樹木的生活節(jié)奏非常慢。它們的童年和青年期是我們的十倍長。它們的完整壽命至少是人類的五倍。葉子展開或新芽生長等活動需要數(shù)周甚至數(shù)月。在我們看來，樹是靜態(tài)的生物，只比巖石稍微活躍一點。然而樹主干下的一些過程發(fā)生得比我們看到的要快得多。例如，水和養(yǎng)分——也就是“樹血”——以每秒三分之一英寸的速度從根部流向葉子。

世界上最古老的樹之一，瑞典的云杉，已經(jīng)有9500 多年的歷史了。這是人類平均壽命的115 倍。擁有如此充裕時間的生物可以用悠閑的節(jié)奏處理事情。例如，通過樹根的電脈沖以每秒三分之一英寸的緩慢速度移動。但是，你可能會問，為什么樹木會傳遞電脈沖呢？答案是樹需要交流，而電脈沖只是它們眾多交流方式之一。樹木還利用嗅覺和味覺進行交流。如果動物開始啃樹，樹就會向空氣中釋放一種化學物質(zhì)，表明威脅即將來臨。當其他樹木“聞到”“危險”，也開始做相應的防御。對害蟲，樹也可以選擇發(fā)出一種化學信號，吸引害蟲的敵人來收拾它。

看來慢車道上的生活顯然并不總是乏味的。

樹的語言

樹木有一種完全不同的交流方式：它們利用氣味。

當長頸鹿吃金合歡樹，被吃掉的金合歡樹釋放出一種警告氣體（特別是乙烯），向鄰近的同類樹發(fā)出危機即將來臨的信號，收到警告的樹木也向葉子中注入毒素，為自己做好準備。長頸鹿熟悉這個套路，因此走到了更遠的地方，尋找對發(fā)生的事情毫不知情的樹木?；蛘唛L頸鹿逆風而行去找下一個目標。

當毛毛蟲狠狠地咬一口葉子時，葉子會發(fā)出信號。這種信號不像人類信號那樣以毫秒為單位傳送；而是以每分鐘三分之一英寸的緩慢速度傳播。因此，防御性化合物需要一個小時左右的時間到達樹葉。

樹木生活在非常緩慢的小路上，即使是在危險的時候。但是這種慢節(jié)奏并不意味著樹失去對身體不同部分的保護。如果根部發(fā)現(xiàn)自己遇到麻煩，信息會在整棵樹上傳播，這將觸發(fā)葉子釋放氣味化合物。這種化合物不僅僅是老三樣的氣味化合物，而是為手頭的任務專門配制的化合物。

防御與攻擊

當攻擊對象是昆蟲時，樹木可以根據(jù)唾液，來準確地識別出是哪些壞家伙。這種匹配是如此精確，以至于樹木可以釋放信息素來召喚特定的捕食者來幫助樹木吞食昆蟲。例如，榆樹和松樹會召喚小寄生黃蜂，黃蜂會把卵產(chǎn)在吃樹葉的毛毛的體內(nèi)。隨著黃蜂幼蟲的發(fā)育，黃蜂幼蟲會從里到外一點一點地吞噬毛毛蟲。

橡樹的樹皮和葉子中含有苦味和有毒的單寧酸。它們可以直接殺死正在咀嚼的昆蟲，同時也會影響葉子的味道，讓葉子變得非?？唷Ａ鴺洚a(chǎn)生的防御化合物水楊酸，是阿司匹林的前體，用柳樹皮制成的茶可以緩解頭痛和退燒。

樹還會通過根尖周圍的真菌網(wǎng)絡發(fā)送化學信號來相互警告。這些真菌就像光纖互聯(lián)網(wǎng)電纜一樣運作。它們的細絲穿透地面，以幾乎難以置信的密度編織著地面。一茶匙的森林土壤就含有數(shù)英里長的這種“菌絲”。真菌連接將信號從一棵樹傳遞到另一棵樹，幫助樹木交換關于昆蟲、干旱和其他危險的信息。《自然》雜志首次創(chuàng)造了一個術語名字為森林的“木網(wǎng)”（wood wide web）。

之所以害蟲可以很快找到已經(jīng)受損的樹木，是因為昆蟲了解樹木被攻擊時會發(fā)出緊急化學警告。當一棵樹被攻擊時保持沉默，害蟲就會得出結(jié)論：或者樹病了，或者樹的真菌網(wǎng)絡的喪失。

社會保障

森林里的樹木互相照顧，有時甚至會在一棵被砍伐的樹被砍倒后，繼續(xù)給它提供糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)，讓它存活幾個世紀。那些像這樣被滋養(yǎng)的樹樁，也許就是構成今天森林樹木的父母。

研究結(jié)果表明，所有樹木的光合作用速率都是一樣的。無論它們是厚的還是薄的，同一物種的所有成員都在利用每片葉子產(chǎn)生相同數(shù)量的糖。這種平衡是通過根部發(fā)生的。誰有多余的糖，誰就分出一些；誰缺少營養(yǎng)，誰就得到幫助。這個過程，真菌龐大的網(wǎng)絡充當了巨大的再分配機制。這有點像社會保障系統(tǒng)的運作方式，以確保社會的個體成員不會落后太多。

樹木分享食物和交流的原因是它們需要彼此。單靠一棵樹，是無法形成穩(wěn)定適時的氣候的。許多樹木一起才可以創(chuàng)造了一個生態(tài)系統(tǒng)，可以緩和極端的熱和冷，儲存大量的水，并產(chǎn)生大量的濕度。當樹木一起生長時，營養(yǎng)物質(zhì)和水分可以在它們之間進行最佳分配，這樣每棵樹都能長成最好的樹。

當樹沒有樹皮，樹就不能把糖從葉子運送到根部。當樹根挨餓時，它們就關閉了抽水機制，因為水不再從樹干流到樹梢。所有這些樹都會立即成為昆蟲和真菌的獵物。然而，現(xiàn)實中許多樹木或多或少地繼續(xù)生長著。這是因為附近的樹木在幫助它。一棵樹的強弱取決于周圍的森林?！版湕l的堅固程度取決于它最薄弱的環(huán)節(jié)。”這個的說法在樹世界里得到證實。

森林如水泵

水是如何到達森林的？或者，水是如何到達陸地的？

土地的一個基本特征是它高于水。重力導致水向下流動到最低點，這應該會導致大陸干涸。然而這種情況沒有發(fā)生的唯一原因是，云層在海洋上形成，被風吹到陸地上空，通過下雨提供水源。然而，這種機制只能在離海岸幾百英里的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。越往內(nèi)陸走，天氣就越干燥。如果僅僅依靠這種水的存在機制，生命就只能在大陸邊緣的狹窄地帶存在；內(nèi)陸將是干旱和荒涼的。所以，幸好有樹。

在所有的植物中，樹木的葉子覆蓋的表面積最大。每一平方米的森林，就有27 平方米的樹葉和針葉覆蓋在樹冠上。每一場雨都有一部分被截留在樹冠中，并蒸發(fā)。此外，每年夏天，樹木每平方英里最多要消耗8500 立方米的水，它們通過蒸騰作用將水釋放到空氣中。這些水蒸氣形成了新的云團，云團飄向更遠的內(nèi)陸，釋放出雨水。隨著循環(huán)的繼續(xù)，水甚至可以到達最偏遠的地區(qū)。這個水泵運轉(zhuǎn)得非常好，以至于在世界上，比如亞馬遜盆地，內(nèi)陸地區(qū)的暴雨幾乎和沿海地區(qū)一樣多。

這個水泵的工作有幾個要求：從海洋到最遠的內(nèi)陸角落，必須有森林。最重要的是，沿海森林是這個系統(tǒng)的基礎。如果它們不存在，系統(tǒng)就會崩潰。如果沿海森林被砍伐，整個過程就會中斷。

北半球的針葉林也以其自身特有的方式影響氣候和管理水資源。針葉樹會釋放萜烯（terpenes），這種物質(zhì)原本是用來防御疾病和害蟲的。當這些分子進入空氣時，就會凝結(jié)成水汽，其形成的云層厚度是非森林地區(qū)的兩倍，它使降雨的可能性大大增加。

二氧化碳吸收器

在樹木的一生中，樹木生長的養(yǎng)料（葡萄糖、果糖和淀粉等碳氫化合物）都是以二氧化碳氣體為源泉，通過光合作用而產(chǎn)生的。從此，樹干、樹枝和根系中儲存了噸級別的二氧化碳。

樹木死后，一部分二氧化碳會返回到大氣中，但大部分二氧化碳將永遠鎖在生態(tài)系統(tǒng)中。雨水將有機殘留物沖到土壤中。地下越深，溫度越低，生命就會減慢，直到幾乎停止。因此，二氧化碳最終以腐殖質(zhì)的形式安息，隨著年代的久遠，腐殖質(zhì)繼續(xù)變得更加集中。在遙遠的未來，它甚至可能變成煙煤或無煙煤。

今天那些化石燃料的沉積物來自于大約3 億年前死亡的樹木。大多數(shù)樹木生長在沼澤里，當它們老死的時候，它們的樹干掉落在死水里，幾乎沒有腐爛。經(jīng)過幾千年的時間，它們變成了厚厚的泥炭層，上面覆蓋著巖石碎片，壓力逐漸把泥炭變成了煤炭。因此，今天的大型傳統(tǒng)發(fā)電廠正在燃燒化石森林。

那么森林的盡頭在哪里？它們會繼續(xù)儲存碳，直到有一天空氣中沒有碳了嗎？感謝我們的消費社會。我們?nèi)紵?、天然氣和煤炭，并將它們儲存的碳排放到空氣中。就氣候變化而言，我們將二氧化碳從地下監(jiān)獄中釋放出來，并再次釋放它們。隨著大氣中二氧化碳含量的增加，樹木比過去生長得更快。對樹而言，這不是它想要的，因為生長緩慢才是長壽的關鍵。

冬眠

夏末時節(jié)，樹木的樹冠已經(jīng)不再是郁郁蔥蔥的綠色，取而代之的是一片泛黃的景象。落葉樹有寬大的葉子，在秋天會改變顏色，在冬天會掉葉，并通過花朵傳播它們的種子。針葉樹用針葉代替樹葉，它們在秋天不會變色，冬天不落葉，它們用球果而不是花來傳播種子。

灰熊冬眠，在夏天和初秋的時候，它會吃很多積累一層厚厚的脂肪，以便在整個冬天都能生存下去。這正是樹所做的，它們從太陽中獲取能量，用來制造糖和其他可以儲存的化合物。它們像熊一樣把這些東西藏在皮膚下。

許多針葉樹，把所有的綠色物留在樹枝上。為了保護針葉不被凍住，針葉樹會在針葉中注入防凍劑。為了確保它在冬天不會因蒸騰而失去水分，它會在針的外部覆蓋一層厚厚的蠟。

與針葉相比，片葉柔軟而脆弱，它們幾乎是沒有防御能力的。難怪山毛櫸和橡樹一看到霜凍的跡象就會盡快地扔掉它們的葉子。但為什么這些樹在進化過程中沒有進化出更厚的皮和防凍劑呢？每年長出的數(shù)百萬片新葉，然后再不辭辛苦把它們?nèi)拥簦@真的有意義嗎？顯然，進化證明了這一點，因為大約1 億年前，當落葉樹出現(xiàn)時，針葉樹已經(jīng)在這個星球上存在了1.7 億年。這意味著落葉樹是相對現(xiàn)代的樹種，是進化的結(jié)果。仔細觀察它們在秋天的行為其實是很有道理的。通過丟棄樹葉，它們避免了一場致命的冬季風暴。

秋冬風暴沖擊成熟樹干的力量大約相當于220 噸的重量。落葉樹卸下了所有的葉子。因此，1200 平方米的巨大面積消失并沉入森林的地面。這相當于一艘有130 英尺高桅桿的帆船，懸掛著100 × 130 英尺的主帆。不僅如此，樹干和樹枝的整個形狀結(jié)構是如此靈活，140 強風的力量被吸收和分布于整個樹。

落葉也是樹木把不需要和想要丟棄的物質(zhì)清除掉。當儲備的營養(yǎng)物質(zhì)從樹葉重新被吸收回樹干后，樹木會長出一層細胞，切斷樹葉和樹枝之間的連接。只需要一陣微風，樹葉就會飄落到地上。只有當這個過程完成時，樹木才能退休休息。

針葉樹中有些植物會像落葉樹一樣落葉。對于健康的樹木，冷杉會保留10年的針葉，云杉會保留6年針葉，松樹會保留3年的針葉。

植物殺菌素

樹的健康依賴于森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，即溫度、濕度和光照條件不發(fā)生突然變化。但是，即使所有的外部條件都是最佳的，昆蟲、真菌、細菌和病毒也總是潛伏著，等待攻擊的機會。在正常情況下，樹木會小心地分配能量。大部分能量用于日常生活：樹必須呼吸，“消化”它的食物，為它的真菌盟友提供糖，并每天生長一點。然后，樹必須儲備一定的能量用來對付攻擊。

儲備可以在任何時候被激活，即所謂的具有抗生素特性的植物殺菌素。科學家這樣描述它們：如果你在一滴水中加入一撮壓碎的云杉或松針，在不到一秒鐘的時間里，原生動物就會死亡。由于松針釋放的植物殺菌素，幼松林中的空氣幾乎是無菌的。從本質(zhì)上說，樹木給周圍的環(huán)境消毒。核桃樹葉中的化合物，因為能有效地應對昆蟲，花園愛好者建議把休息長椅放在核桃樹下可以減少被蟲子咬的機會。針葉樹體內(nèi)的植物殺菌素特別刺鼻，它們是那種在炎熱的夏天特別強烈的森林氣味的來源。

目的地一路向北

樹不能走路，盡管如此，它們還是需要上路。但它們沒有腳怎么做到這一點呢？每棵樹都必須扎根在幼苗生長的地方。它可以繁殖，在樹木胚胎還被包裹在種子中的短暫時刻，從它們從樹上掉下來的那一刻起，旅程就可以開始了。

有些物種為后代配備了纖細的毛發(fā)，這樣它們就能在下一次風來的時候像羽毛一樣飄走。這樣的種子幾乎不含任何能量。發(fā)芽時能量不足，這使得它對饑餓和口渴非常敏感（勤施肥澆水）。

樺樹、楓樹、角梁樹、白蠟樹和針葉樹的種子稍重一些，因此這些樹為其果實配備了飛行輔助裝置。比如針葉樹，它們的種子有一個有效的有翼設計，這可以很好地在種子下落時減慢它們的速度。如果在種子落下時暴風雨席卷而來，它們可以傳播大約一英里。

橡樹、栗子或山毛櫸等果實厚重的樹種則無法走這么遠的距離。為此，它們進入一個與動物世界的聯(lián)盟。老鼠、松鼠和松鴉喜歡含油的淀粉種子。它們把種子塞進森林附近或較遠的地方作為冬天的食物，這些種子常年埋在那里，要么被忘記了，要么不再需要了。第二年春天發(fā)芽，成為新的森林。所以這種小嚙齒動物為下一代樹木做出了貢獻。

松鴉把沉重的種子運到更遠的地方，它把橡子和山毛櫸運到幾英里外。松鼠只能藏到幾百米遠的地方，而老鼠只能把食物埋在離樹不到30 英尺的地方。所以說，重種子中儲存的能量可以確保幼苗的高存活率，而輕種子則可以更快地開辟新的棲息地。

但為什么要進行這種旅行呢？難道森林就不能呆在它原來的地方嗎？主要是因為氣候一直在變化。盡管它的變化非常緩慢，但最終，不管樹木有什么內(nèi)在的耐受性，對某個特定的物種來說，氣候?qū)λ鼤兊锰珶?、太冷、太干或太濕。然后這些樹必須離開到其他氣候。

向北行進，可以說，是沿著融化的冰的足跡。比如山毛櫸，隨著氣候變暖，從正在發(fā)芽的幼苗到長成了成熟的樹木，再到散播新的種子，一英里一英里地向北傳播。山毛櫸的平均旅行速度大約是每年四分之一英里。

（閱讀者摘選自《樹的隱秘生活》[德]彼德·渥雷本著）