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這個不死的樹樁,讓我們重新審視個體定義

在紐西蘭的森林中,一根樹樁依靠周圍同種樹木的根系維系生命。研究人員指出,這樣的共生關係足以讓我們重新審視個體的定義,我們需要改變以往把樹木當成個體的看法,將森林生態系統理解為“超級有機體”。

本研究中的貝殼杉樹樁。圖片來源:Sebastian Leuzinger/iScience

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審校 阿金

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在紐西蘭一片茂密森林裡,一根樹樁依靠緊緊抓住周圍樹木的根部,通過嫁接的根系交換水分和資源,維持著自己的生命。7 月 25 日發表在《網絡科學》(iScience)雜誌上的一項新研究詳細闡述了周圍樹木如何維持著樹樁的生命,它們這麽做可能是為了形成更大的根系。該研究表明,人們需要改變以往把樹木當成個體的看法,將森林生態系統理解為“超級有機體”(superorganism)。

本文的通訊作者,奧克蘭理工大學(Auckland University of Technology,AUT)副教授塞巴斯蒂安•盧金格(Sebastian Leuzinger)說:“我和同事馬丁•巴德爾(Martin Bader)在西奧克蘭徒步時偶然發現了這段澳洲貝殼杉(Agathis australis)樹樁。奇怪的是,儘管樹樁上沒有一片葉子,但它卻依然活著。

巴德爾是該論文的第一作者,也是奧克蘭理工大學的高級講師。他和盧金格決定測量樹樁和周圍同種樹木的水流,研究附近的樹木如何維持樹樁的生命。他們發現,樹樁中的水流與其它樹木的水流呈顯著的負相關關係。

盧金格說,這些測量結果表明樹樁的根部和周圍同種樹木的根系嫁接在一起。一旦樹木識別出附近的根組織雖然基因不同但足夠相似,可以交換資源,就會在樹與樹之間形成根系嫁接。

盧金格說:“這種水分輸運的方式與普通樹木不同,普通樹木依靠大氣水勢驅動水分輸運。而在本研究中,樹樁沒有可以蒸發水分的葉子,所以無法產生蒸騰拉力,因此它必須遵從其它樹木的輸運方式。”

儘管在活著的同種樹木之間,根系嫁接很常見,但令盧金格和巴德爾感興趣的是,為何那些健全的貝殼杉會維持附近這根樹樁的生命。

盧金格說:“對於樹樁來說,根系嫁接的優勢顯而易見——如果沒有嫁接,它就會死去,因為它自身沒有綠葉提供必要的養分。可是,森林裡周圍那些健全的樹木為什麽要維持它們祖輩樹木的生命呢?作為宿主樹木,它們似乎得不到任何好處。”

盧金格說,可能的解釋是,這種根系嫁接在其中一棵樹失去葉子變成樹樁之前就形成了。嫁接擴展了樹木的根系,使它們能獲得更多的水、養分等資源,同時也增加了陡坡上樹木的穩固性。當其中一棵樹停止提供碳水化合物時,這變化可能會被忽視,從而讓這個樹樁繼續在周圍健全樹木的支持下活下去,就像領養老金一樣。

“這大大改變了我們對樹木的認知,也許我們不該把樹木看成個體,而應該把整個森林當作一個超級有機體,”盧金格說。

例如,在乾旱期間,獲取水資源較少的樹木可能與獲取水資源較多的樹木相連,分享水資源,增加生存的機會。然而,這種相互聯繫也可能導致疾病的快速傳播,比如貝殼杉頂梢枯死病(dieback)。

盧金格說,為了更好地理解貝殼杉樹樁和健全樹木之間的根系是如何形成的,他希望能找到更多的這類樹樁,並探索健全樹木之間的根系嫁接,這將有助於擴大他們的研究範圍。

盧金格最後總結說:“我們呼籲大家對這一領域進行更多的研究,尤其在目前氣候變化的背景下,我們可能面臨更頻繁、更嚴重的乾旱。這個發現改變了我們看待樹木生存和森林生態的方式。”

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