树木的隐秘生活

[德]彼德·渥雷本

树木的生活节奏非常慢。它们的童年和青年期是我们的十倍长。它们的完整寿命至少是人类的五倍。叶子展开或新芽生长等活动需要数周甚至数月。在我们看来，树是静态的生物，只比岩石稍微活跃一点。然而树主干下的一些过程发生得比我们看到的要快得多。例如，水和养分——也就是“树血”——以每秒三分之一英寸的速度从根部流向叶子。

世界上最古老的树之一，瑞典的云杉，已经有9500 多年的历史了。这是人类平均寿命的115 倍。拥有如此充裕时间的生物可以用悠闲的节奏处理事情。例如，通过树根的电脉冲以每秒三分之一英寸的缓慢速度移动。但是，你可能会问，为什么树木会传递电脉冲呢？答案是树需要交流，而电脉冲只是它们众多交流方式之一。树木还利用嗅觉和味觉进行交流。如果动物开始啃树，树就会向空气中释放一种化学物质，表明威胁即将来临。当其他树木“闻到”“危险”，也开始做相应的防御。对害虫，树也可以选择发出一种化学信号，吸引害虫的敌人来收拾它。

看来慢车道上的生活显然并不总是乏味的。

树的语言

树木有一种完全不同的交流方式：它们利用气味。

当长颈鹿吃金合欢树，被吃掉的金合欢树释放出一种警告气体（特别是乙烯），向邻近的同类树发出危机即将来临的信号，收到警告的树木也向叶子中注入毒素，为自己做好准备。长颈鹿熟悉这个套路，因此走到了更远的地方，寻找对发生的事情毫不知情的树木。或者长颈鹿逆风而行去找下一个目标。

当毛毛虫狠狠地咬一口叶子时，叶子会发出信号。这种信号不像人类信号那样以毫秒为单位传送；而是以每分钟三分之一英寸的缓慢速度传播。因此，防御性化合物需要一个小时左右的时间到达树叶。

树木生活在非常缓慢的小路上，即使是在危险的时候。但是这种慢节奏并不意味着树失去对身体不同部分的保护。如果根部发现自己遇到麻烦，信息会在整棵树上传播，这将触发叶子释放气味化合物。这种化合物不仅仅是老三样的气味化合物，而是为手头的任务专门配制的化合物。

防御与攻击

当攻击对象是昆虫时，树木可以根据唾液，来准确地识别出是哪些坏家伙。这种匹配是如此精确，以至于树木可以释放信息素来召唤特定的捕食者来帮助树木吞食昆虫。例如，榆树和松树会召唤小寄生黄蜂，黄蜂会把卵产在吃树叶的毛毛的体内。随着黄蜂幼虫的发育，黄蜂幼虫会从里到外一点一点地吞噬毛毛虫。

橡树的树皮和叶子中含有苦味和有毒的单宁酸。它们可以直接杀死正在咀嚼的昆虫，同时也会影响叶子的味道，让叶子变得非常苦。柳树产生的防御化合物水杨酸，是阿司匹林的前体，用柳树皮制成的茶可以缓解头痛和退烧。

树还会通过根尖周围的真菌网络发送化学信号来相互警告。这些真菌就像光纤互联网电缆一样运作。它们的细丝穿透地面，以几乎难以置信的密度编织着地面。一茶匙的森林土壤就含有数英里长的这种“菌丝”。真菌连接将信号从一棵树传递到另一棵树，帮助树木交换关于昆虫、干旱和其他危险的信息。《自然》杂志首次创造了一个术语名字为森林的“木网”（wood wide web）。

之所以害虫可以很快找到已经受损的树木，是因为昆虫了解树木被攻击时会发出紧急化学警告。当一棵树被攻击时保持沉默，害虫就会得出结论：或者树病了，或者树的真菌网络的丧失。

社会保障

森林里的树木互相照顾，有时甚至会在一棵被砍伐的树被砍倒后，继续给它提供糖和其他营养物质，让它存活几个世纪。那些像这样被滋养的树桩，也许就是构成今天森林树木的父母。

研究结果表明，所有树木的光合作用速率都是一样的。无论它们是厚的还是薄的，同一物种的所有成员都在利用每片叶子产生相同数量的糖。这种平衡是通过根部发生的。谁有多余的糖，谁就分出一些；谁缺少营养，谁就得到帮助。这个过程，真菌庞大的网络充当了巨大的再分配机制。这有点像社会保障系统的运作方式，以确保社会的个体成员不会落后太多。

树木分享食物和交流的原因是它们需要彼此。单靠一棵树，是无法形成稳定适时的气候的。许多树木一起才可以创造了一个生态系统，可以缓和极端的热和冷，储存大量的水，并产生大量的湿度。当树木一起生长时，营养物质和水分可以在它们之间进行最佳分配，这样每棵树都能长成最好的树。

当树没有树皮，树就不能把糖从叶子运送到根部。当树根挨饿时，它们就关闭了抽水机制，因为水不再从树干流到树梢。所有这些树都会立即成为昆虫和真菌的猎物。然而，现实中许多树木或多或少地继续生长着。这是因为附近的树木在帮助它。一棵树的强弱取决于周围的森林。“链条的坚固程度取决于它最薄弱的环节。”这个的说法在树世界里得到证实。

森林如水泵

水是如何到达森林的？或者，水是如何到达陆地的？

土地的一个基本特征是它高于水。重力导致水向下流动到最低点，这应该会导致大陆干涸。然而这种情况没有发生的唯一原因是，云层在海洋上形成，被风吹到陆地上空，通过下雨提供水源。然而，这种机制只能在离海岸几百英里的范围内发挥作用。越往内陆走，天气就越干燥。如果仅仅依靠这种水的存在机制，生命就只能在大陆边缘的狭窄地带存在；内陆将是干旱和荒凉的。所以，幸好有树。

在所有的植物中，树木的叶子覆盖的表面积最大。每一平方米的森林，就有27 平方米的树叶和针叶覆盖在树冠上。每一场雨都有一部分被截留在树冠中，并蒸发。此外，每年夏天，树木每平方英里最多要消耗8500 立方米的水，它们通过蒸腾作用将水释放到空气中。这些水蒸气形成了新的云团，云团飘向更远的内陆，释放出雨水。随着循环的继续，水甚至可以到达最偏远的地区。这个水泵运转得非常好，以至于在世界上，比如亚马逊盆地，内陆地区的暴雨几乎和沿海地区一样多。

这个水泵的工作有几个要求：从海洋到最远的内陆角落，必须有森林。最重要的是，沿海森林是这个系统的基础。如果它们不存在，系统就会崩溃。如果沿海森林被砍伐，整个过程就会中断。

北半球的针叶林也以其自身特有的方式影响气候和管理水资源。针叶树会释放萜烯（terpenes），这种物质原本是用来防御疾病和害虫的。当这些分子进入空气时，就会凝结成水汽，其形成的云层厚度是非森林地区的两倍，它使降雨的可能性大大增加。

二氧化碳吸收器

在树木的一生中，树木生长的养料（葡萄糖、果糖和淀粉等碳氢化合物）都是以二氧化碳气体为源泉，通过光合作用而产生的。从此，树干、树枝和根系中储存了吨级别的二氧化碳。

树木死后，一部分二氧化碳会返回到大气中，但大部分二氧化碳将永远锁在生态系统中。雨水将有机残留物冲到土壤中。地下越深，温度越低，生命就会减慢，直到几乎停止。因此，二氧化碳最终以腐殖质的形式安息，随着年代的久远，腐殖质继续变得更加集中。在遥远的未来，它甚至可能变成烟煤或无烟煤。

今天那些化石燃料的沉积物来自于大约3 亿年前死亡的树木。大多数树木生长在沼泽里，当它们老死的时候，它们的树干掉落在死水里，几乎没有腐烂。经过几千年的时间，它们变成了厚厚的泥炭层，上面覆盖着岩石碎片，压力逐渐把泥炭变成了煤炭。因此，今天的大型传统发电厂正在燃烧化石森林。

那么森林的尽头在哪里？它们会继续储存碳，直到有一天空气中没有碳了吗？感谢我们的消费社会。我们燃烧石油、天然气和煤炭，并将它们储存的碳排放到空气中。就气候变化而言，我们将二氧化碳从地下监狱中释放出来，并再次释放它们。随着大气中二氧化碳含量的增加，树木比过去生长得更快。对树而言，这不是它想要的，因为生长缓慢才是长寿的关键。

冬眠

夏末时节，树木的树冠已经不再是郁郁葱葱的绿色，取而代之的是一片泛黄的景象。落叶树有宽大的叶子，在秋天会改变颜色，在冬天会掉叶，并通过花朵传播它们的种子。针叶树用针叶代替树叶，它们在秋天不会变色，冬天不落叶，它们用球果而不是花来传播种子。

灰熊冬眠，在夏天和初秋的时候，它会吃很多积累一层厚厚的脂肪，以便在整个冬天都能生存下去。这正是树所做的，它们从太阳中获取能量，用来制造糖和其他可以储存的化合物。它们像熊一样把这些东西藏在皮肤下。

许多针叶树，把所有的绿色物留在树枝上。为了保护针叶不被冻住，针叶树会在针叶中注入防冻剂。为了确保它在冬天不会因蒸腾而失去水分，它会在针的外部覆盖一层厚厚的蜡。

与针叶相比，片叶柔软而脆弱，它们几乎是没有防御能力的。难怪山毛榉和橡树一看到霜冻的迹象就会尽快地扔掉它们的叶子。但为什么这些树在进化过程中没有进化出更厚的皮和防冻剂呢？每年长出的数百万片新叶，然后再不辞辛苦把它们扔掉，这真的有意义吗？显然，进化证明了这一点，因为大约1 亿年前，当落叶树出现时，针叶树已经在这个星球上存在了1.7 亿年。这意味着落叶树是相对现代的树种，是进化的结果。仔细观察它们在秋天的行为其实是很有道理的。通过丢弃树叶，它们避免了一场致命的冬季风暴。

秋冬风暴冲击成熟树干的力量大约相当于220 吨的重量。落叶树卸下了所有的叶子。因此，1200 平方米的巨大面积消失并沉入森林的地面。这相当于一艘有130 英尺高桅杆的帆船，悬挂着100 × 130 英尺的主帆。不仅如此，树干和树枝的整个形状结构是如此灵活，140 强风的力量被吸收和分布于整个树。

落叶也是树木把不需要和想要丢弃的物质清除掉。当储备的营养物质从树叶重新被吸收回树干后，树木会长出一层细胞，切断树叶和树枝之间的连接。只需要一阵微风，树叶就会飘落到地上。只有当这个过程完成时，树木才能退休休息。

针叶树中有些植物会像落叶树一样落叶。对于健康的树木，冷杉会保留10年的针叶，云杉会保留6年针叶，松树会保留3年的针叶。

植物杀菌素

树的健康依赖于森林生态系统的稳定，即温度、湿度和光照条件不发生突然变化。但是，即使所有的外部条件都是最佳的，昆虫、真菌、细菌和病毒也总是潜伏着，等待攻击的机会。在正常情况下，树木会小心地分配能量。大部分能量用于日常生活：树必须呼吸，“消化”它的食物，为它的真菌盟友提供糖，并每天生长一点。然后，树必须储备一定的能量用来对付攻击。

储备可以在任何时候被激活，即所谓的具有抗生素特性的植物杀菌素。科学家这样描述它们：如果你在一滴水中加入一撮压碎的云杉或松针，在不到一秒钟的时间里，原生动物就会死亡。由于松针释放的植物杀菌素，幼松林中的空气几乎是无菌的。从本质上说，树木给周围的环境消毒。核桃树叶中的化合物，因为能有效地应对昆虫，花园爱好者建议把休息长椅放在核桃树下可以减少被虫子咬的机会。针叶树体内的植物杀菌素特别刺鼻，它们是那种在炎热的夏天特别强烈的森林气味的来源。

目的地一路向北

树不能走路，尽管如此，它们还是需要上路。但它们没有脚怎么做到这一点呢？每棵树都必须扎根在幼苗生长的地方。它可以繁殖，在树木胚胎还被包裹在种子中的短暂时刻，从它们从树上掉下来的那一刻起，旅程就可以开始了。

有些物种为后代配备了纤细的毛发，这样它们就能在下一次风来的时候像羽毛一样飘走。这样的种子几乎不含任何能量。发芽时能量不足，这使得它对饥饿和口渴非常敏感（勤施肥浇水）。

桦树、枫树、角梁树、白蜡树和针叶树的种子稍重一些，因此这些树为其果实配备了飞行辅助装置。比如针叶树，它们的种子有一个有效的有翼设计，这可以很好地在种子下落时减慢它们的速度。如果在种子落下时暴风雨席卷而来，它们可以传播大约一英里。

橡树、栗子或山毛榉等果实厚重的树种则无法走这么远的距离。为此，它们进入一个与动物世界的联盟。老鼠、松鼠和松鸦喜欢含油的淀粉种子。它们把种子塞进森林附近或较远的地方作为冬天的食物，这些种子常年埋在那里，要么被忘记了，要么不再需要了。第二年春天发芽，成为新的森林。所以这种小啮齿动物为下一代树木做出了贡献。

松鸦把沉重的种子运到更远的地方，它把橡子和山毛榉运到几英里外。松鼠只能藏到几百米远的地方，而老鼠只能把食物埋在离树不到30 英尺的地方。所以说，重种子中储存的能量可以确保幼苗的高存活率，而轻种子则可以更快地开辟新的栖息地。

但为什么要进行这种旅行呢？难道森林就不能呆在它原来的地方吗？主要是因为气候一直在变化。尽管它的变化非常缓慢，但最终，不管树木有什么内在的耐受性，对某个特定的物种来说，气候对它会变得太热、太冷、太干或太湿。然后这些树必须离开到其他气候。

向北行进，可以说，是沿着融化的冰的足迹。比如山毛榉，随着气候变暖，从正在发芽的幼苗到长成了成熟的树木，再到散播新的种子，一英里一英里地向北传播。山毛榉的平均旅行速度大约是每年四分之一英里。

（阅读者摘选自《树的隐秘生活》[德]彼德·渥雷本著）