这棵吸血鬼树桩对生命的渴望暗示着一种树栖超级有机体

这棵吸血鬼树桩对生命的渴望暗示着一种树栖超级有机体

人类被砍掉头后命运会很糟糕,但对于一些树木来说,失去树梢只是意味着第二幕的开始。

林务员们一直对所谓的“活树桩”感到惊奇,这些树的残存部分虽然失去了树叶、树枝和树干,但仍能保持水分和营养。这些不死的遗物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恰当的比喻。新西兰的一组生态学家已经确定,至少有一块生机勃勃的树桩通过共用的地下根系网络吸收邻居的生命力,从而避免死亡。如果这种现象被广泛传播,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物体的一部分的争论。

“森林真的像蚂蚁和白蚁一样是一个群居组织吗?”奥克兰理工大学生态学家、这项研究的合著者塞巴斯蒂安·洛伊辛格 (Sebastian Leuzinger) 问道,这项研究今天发表在iScience杂志上。“如果树木和森林是超级有机体,我们就需要重新思考它们。”

洛伊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齐膝高的木材。大多数人都不会对此感到惊讶(洛伊辛格估计有数十万人从它身边走过),但这棵贝壳杉树桩的球状生长物立即引起了这位生态学家的注意。“我们观察了树桩,发现它显然有活组织,”他说。“问题立刻就出现了,为什么一棵树没有叶子却能活着?”

为了找到答案,两人返回现场,在树桩和两棵最近的贝壳杉树上扎了一束针头,以测量树液的流动。连续 11 天,他们发现水以同步的模式流经这三种生物。白天,虽然大量的水流入树木以补充光合作用过程中流失的水分,但树桩仍然缺水。但到了晚上,树木大部分都保留着液体,而树桩则吸取了少量的树液。同样的反比关系——只有当邻近的树木不活动时,树液才会在树桩中循环流动——甚至在暴雨(这会扰乱光合作用)期间也是如此,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以及里面的食物。

Sebastian Leuzinger 站在活树桩旁边,这些树桩已全部连接起来用于实验 Sebastian Leuzinger / iScience

“这确实表明,它们都是一大团根系,”Leuzinger 说,“向四面八方交换水分、养分和碳。”已经有理由怀疑这种网络是可能的。当岩石土壤将根系挤到同一区域时,它们可以融合在一起——这一过程称为根系嫁接。但 Leuzinger 表示,之前没有人发现过融合的根系在树木之间输送水分的过程。研究人员怀疑,贝壳杉树桩在完整时与邻居的树桩连接在一起,形成了一个广泛的根系网络,可能使三棵树得到浇灌并保持直立,从而实现三赢。然而,在某个时候,一棵树遭受了未知的创伤,剩下的树经历了彻底的转变,重新连接了它的输水系统,完全依靠邻居的施舍生存。现在,为什么剩下的树木要支撑这个吃白食的树桩,谁也说不准。

“最浪漫的说法是,他们照顾着他们的祖父,让他活下来,”Leuzinger 说。“或者也许他们只是无法消灭这种特殊的寄生虫。”

作为对树木间水交换的首次测量,这项研究推进了人们对树木如何连接起来建立社会安全网的理解。1997 年,研究人员发现土壤中的菌根真菌在幼苗之间转移碳,然后在 2016 年,另一个团队发现树木共享大量碳,其细根中多达 40% 的碳来自其他地方。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“木材万维网”,似乎是一种全球现象。虽然真菌充当不同物种之间的联络人,但根对根嫁接代表了同种树木直接合作的一种方式。

“这是一项非常精彩的研究,”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 Tamir Klein 说。“我希望自己也能做这件事。”他也在较干燥的以色列森林中观察到了根部嫁接和活树桩,这表明这种策略并不局限于新西兰的贝壳杉树。然而,他说树液流量测量只能提供水分共享的间接证据,并且不能完全排除通过土壤进行不合时宜的吸收的可能性。Klein 的团队目前正在用猩红色染料浇灌活树桩,希望看到附近的树木变成粉红色的程度,这是树液共享的更确凿的迹象。

树桩特写 Sebastian Leuzinger / iScience

Leuzinger 还在寻找更直接的证据,以了解树木在地下究竟在做什么。如果徒步旅行者和林业工作者能帮助找到更多当地活树桩的例子,他计划带回一把气铲,这是一种工业强度的吹风机,可以吹掉土壤,无害地暴露出树根结构。亲眼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,这些不顾死活的伙伴关系是偶尔出现在小片树林之间,还是会扩展到整个森林。后者将给环保主义者带来喜忧参半的消息。大量共享水源可能会使森林更耐旱,但交换树液也是导致疾病的一大途径。一种类似真菌的生物目前正威胁着新西兰的森林,使它们患上贝壳杉枯萎病,如果共享水源是问题的根源,那么关闭远足小径和清洗受污染的靴子也无济于事。“情况看起来有点糟糕,”Leuzinger 说,“但这也只是猜测。”

这种实际问题也触及了更基本的概念。洗靴子将树木视为需要隔离的个体,但猖獗的根嫁接将使这一概念变得有缺陷。“如果它们不再是个体,”克莱因说,“那么我们必须将森林视为一个整体。”

只有通过进一步的残局研究,研究人员才能找到确切的答案。“我们有很多关于后续研究的想法,”Leuzinger 说,“但实际上我们提出的问题比我们回答的还多。”

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