自然科普:年邁的樹會怎麽樣?最古老的樹已活了5000多歲,它為何如此長壽?
發布時間:2022-12-09
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目前,世界上已知最古老的樹是加利福尼亞(ya) 州懷特山脈的一棵大盆地狐尾鬆,據信這棵樹已經有5000多年的曆史了。

狐尾鬆是世界上出了名長壽的樹木之一,其它還包括銀杏,麵包樹,巨杉等等,這些樹經常被發現生長超過1000年。

那麽(me) 問題就來了,這些生長千年的樹會(hui) 有衰老跡象嗎,或者說樹木會(hui) 死於(yu) 衰老嗎?如果不會(hui) 衰老,為(wei) 什麽(me) 最長壽的樹隻有5000多歲呢?

樹木是否會(hui) 衰老?

隨著年齡的增長,對於(yu) 我們(men) 人類而言,一些簡單的工作可能會(hui) 變得越來越難以完成,皮膚表麵也會(hui) 出現越來越多的皺紋,以表示我們(men) 真的老了。

很明顯,我們(men) 的身體(ti) 有一種逐漸磨損的機製,它會(hui) 讓身體(ti) 逐漸出現一些“故障”,這種退化在生物學中就稱為(wei) “衰老”。

衰老不僅(jin) 是表麵,它發生在細胞水平,其本質是我們(men) 體(ti) 內(nei) 的細胞停止分裂,或者分裂變得越來越草率。

如果我們(men) 想要我們(men) 身體(ti) 的功能正常,那麽(me) 我們(men) 需要細胞持續正常的分裂,以替換那些退休和破損的細胞,但隨著年齡增長這個(ge) 功能被限製了。

現在,人們(men) 已經知道,之所以隨著時間推移,我們(men) 的細胞就無法正常分裂,是因為(wei) 染色體(ti) 末端的端粒會(hui) 在每次分裂中縮短。

端粒有點像是一個(ge) “盾牌”,專(zhuan) 門保護基因,避免其在複製的時候出現問題,但是它每次複製都會(hui) 磨損一點,直到它的保護功能喪(sang) 失,也就出現了衰老現象。

樹木的細胞和我們(men) 有很大不同,大多數植物的細胞永遠處於(yu) 胚胎狀態,這意味著它們(men) 能夠在整個(ge) 生命過程中保持染色體(ti) 末端的長度相同,同時這些細胞還可以隨時轉變為(wei) 另一種細胞類型以補充或修複不同的損傷(shang) 。

換句話說,理論上樹木是沒有我們(men) 常規理解的衰老,至少在人類壽命的時間尺度上它們(men) 是不存在衰老的。

不過,這並意味著一棵樹可以永久的生長下去。

樹木年齡大了會(hui) 怎麽(me) 樣?

在我們(men) 繼續討論之前,我們(men) 需要了解一個(ge) 事實,那就是任何生物,無論是植物還是動物,都不會(hui) 真正死於(yu) 衰老,衰老實際上也不是科學公認的人類死亡原因。

作為(wei) 動物,當我們(men) 死於(yu) 衰老時,其實是因為(wei) 和衰老相關(guan) 的一些疾病,如肺炎、流感、癌症或肝衰竭等等。

對於(yu) 樹木而言,它們(men) 確實很難在細胞層麵出現我們(men) 所理解的衰老,但是它們(men) 也有屬於(yu) 自己的“衰老”跡象,而且同樣它們(men) 會(hui) 死於(yu) 自己衰老的“並發症”。

樹木“衰老”的跡象就是它們(men) 會(hui) 生長得更快,這點和我們(men) 的細胞停止生長有一些違反直覺,但事實確實如此,隻是它們(men) 並不是向上生長,而是橫向生長。

樹木細胞的特性決(jue) 定了它們(men) 可以一直生長,但是地球的一些物理特性和樹木本身的機械結構會(hui) 限製它們(men) 的生長。

對於(yu) 地球的限製而言,最重要的一點就是重力的影響,當樹木生長到某一個(ge) 點時,樹木將無法從(cong) 根部運輸足夠的水到頂部,從(cong) 而阻止了足夠的光合作用。

這個(ge) 時候它們(men) 會(hui) 達到高度的極限,而這個(ge) 極限對於(yu) 不同的樹而言各不相同。

不過,令人驚訝的是,一旦樹木達到最大高度,它們(men) 將以更快的速度向四周擴展。2014年,有團隊在《自然》雜誌上報道了這一驚人的發現[1],該團隊檢查了全球超過 700,000 棵樹木的生長情況,最終得出了這個(ge) 結論。

當樹木開始更快的生長時,另外一個(ge) 限製就會(hui) 起作用——機械結構,隨著樹木的生長它將無法保持穩定結構。

對於(yu) 一棵正在生長樹木而言,它們(men) 不僅(jin) 有建設成本,還有維護成本,隨著樹木變得越來越大,它們(men) 的維護成本也會(hui) 隨之增加,這需要更多的資源配額才行。

(這種維護成本包括對一些疾病的抵抗,對昆蟲入侵、自然災害的破壞的修複等等。)

隨著樹木的不停增長,維護樹木的成本水漲船高,最終不可避免地使樹木處於(yu) 成本遠高於(yu) 資源的地步。

到了這一步,樹木很可能就會(hui) 死於(yu) 自己的不停生長。

樹木從(cong) 長壽中獲得什麽(me) ?

其實,樹木為(wei) 了長壽做了很多改進,不隻是我們(men) 前麵提到的細胞層麵。

細胞層麵的“不朽”在動物界也有類似案例,那就是龍蝦,它們(men) 擁有一種端粒酶——在細胞分裂的時候會(hui) 阻擋端粒變短,所以龍蝦也是理論上的“不老者”。

不過,龍蝦“老死”的情況和樹木如出一轍。如果有一隻龍蝦一直都沒有被捕食者吃掉的話,那麽(me) 它們(men) 的死因將是無法脫殼。

不停生長的身體(ti) 需要不停換殼來容納,隨著龍蝦生長,當到達一個(ge) 臨(lin) 界值時,龍蝦脫殼需要的資源將超過它們(men) 獲取的能量。

對於(yu) 龍蝦而言,這個(ge) 臨(lin) 界點來得會(hui) 很快,可能幾十、上百年就達到了,但是樹木明顯遠超這個(ge) 時間尺度。

這是因為(wei) 在保持更長壽方麵,樹木還有一些獨有的創新。

比如在有無創傷(shang) 的情況下,樹木的地上和地下部分都可以直接替換掉那些無活力、丟(diu) 失或損壞的部分;

再比如,無性係的形成,它們(men) 以一種扇形的維管係統,允許樹的一部分單獨存活,而整棵樹不需要存活;

其實,還有很多樹木獨有的長壽適應,如果你去了解的話,一定會(hui) 為(wei) 之感到驚訝不已。

而所有這些努力,得到結果就是樹木可以非常長壽,而且一直保持繁殖能力。

所以不難發現,長壽這種進化機製很大程度是為(wei) 了得到更多的後代。

圖,最古老的烏(wu) 龜被認為(wei) 已經活了190歲了

我們(men) 熟悉的烏(wu) 龜也十分長壽,它們(men) 的壽命比它們(men) 體(ti) 型是不成比例的,這點其實也和烏(wu) 龜想要得到更多後代有很大關(guan) 係,因為(wei) 小烏(wu) 龜存活率實在太堪憂了。

最後

對於(yu) 不同樹木而言,它們(men) 壽命的極限會(hui) 有很大的不同,而那些真正長壽的樹木,用我們(men) 人類的壽命尺度是難以觀察的。

但是,基本不會(hui) 有一棵樹木真正的走到自己壽命的極限,因為(wei) 生長時間越長,它們(men) 遭遇自然災害、蟲害等風險的幾率就會(hui) 增加,這些都會(hui) 毀掉它們(men) 。

也正因為(wei) 如此,雖然樹木“不朽”,但我們(men) 現在發現最古老的樹也隻有5000多歲。



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