行走在高大的乔木森林中,人们常常被眼前的林间小路所吸引,殊不知,倘若抬头仰望,也会看到一番奇妙的景象:即使空间非常拥挤,相邻树木的顶层树冠也并不交叉重叠,而是各自占据一块空间,彼此礼让着成长,好似天空的拼图。树冠之间明显的间隔又如河流、水渠般交错连通,令人不由得感叹大自然的鬼斧神工。这种现象被科学家称为“树冠羞避”。
早在20世纪20年代,树冠羞避现象就引起了人们的关注,时至今日依然是生态学的研究热点。为解释这一现象,科学家先后提出多种假说。其中一种认为,树冠的分离是为了避免虫害蔓延,其依据是食叶昆虫的幼虫以及一些蚁群,能够通过交叉的树梢在树木个体之间来去自如,树冠的间隔增大相当于阻断了这一路径。
由于树冠羞避通常发生在同一树种之间,一些生态学家提出,树木以此来优化光照条件,从而提高光合作用的效果。实现这种群体共赢的方式依赖于存在于植株叶片中的光线感应机制。叶片通过光敏色素中的光感受器接收反向散射的远红外线,估测和旁边树木的距离。一旦间距过小,树木生长需要的光照就会不足,所以植物会根据估测的距离来决定顶端的树梢是否继续伸长;与此同时,叶片还能够检测日光中的蓝光,避免在阴影处生长。这样双管齐下,树木就能够凭借光感受器探測到附近的树木并避开它们。最新科研结果也进一步支持了这种假说。拟南芥(一种常用的模式生物,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象)在生长时会避开同类个体,为彼此保留必要的生存空间;而对邻近的其他种类的植物,则无所顾忌地遮住对方,与之争夺光照。
还有一种假说认为,树冠羞避是为了保护树梢不受损害。澳大利亚林务员雅各布曾在1955年出版的《桉树生长习性》中,详细记录了他对桉树树冠羞避现象的观察。他发现桉树对叶片的磨损十分敏感,为避免无谓的生长损耗,树与树之间便形成了空隙。此外,也有其他科学家发现,在常年刮风的地区,高处的树梢如果距离太近,很容易在起风时相互交缠在一起,发生缠绕摩擦甚至被折断。相对植株的其他部位,树梢的生长速度更快。由于长期在风中受到摩擦损伤,树梢的横向发展便受到抑制,从而导致相邻植株树冠顶端之间的距离逐渐形成。从这个角度来说,树冠羞避也是植物应对不良气候的一种适应机制。endprint
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