路原
如果時間足夠長,樹會不會無限長高呢?
答案是:樹,不能無限長高。
你答對了嗎?
是的,樹木是不能無限長高的。事實上,任何向上生長的生物,都不能無限長高。原因只有一個,那就是地球引力,即重力。
重力的存在,嚴重地阻礙了水分在樹木內部的順暢運輸,特別是將水分運輸到很高的樹頂更是難上加難。
大家知道,植物是通過從葉子表面的氣孔中蒸發水分而產生動力,然后從根部吸收水分,并將其運輸到頂部的。因此,測量樹木頂部組織中水的張力,就成了確定樹木高度極限的重要依據。
美國亞利桑那州立大學的喬治·科赫博士率先對世界上最高的5棵樹進行了水分輸送測量。其中最高的一棵是生長在美國加利福尼亞州享有“世界第一高樹”美譽的紅巨杉,它高達112.7米,相當于30多層高的大廈。在這棵樹的頂部,他們找到了處于缺水狀態的葉子。這些葉子與在極端干旱的沙漠中生長的植物的葉子很相似。盡管土壤中水分充足,但樹木將水分從根部經木質部運至樹頂的葉子時,必須克服重力與導管內摩擦力的阻礙。研究發現,水從這些樹木的根部運輸到頂部所需要的時間長達24天。科學家由此得出結論:地球上樹木高度的極限為122~130米,如果超過這一高度,水分就難以抵達樹梢,樹頂上的光合作用便無法順利地進行。
從光合作用的角度考慮,二氧化碳的濃度也是影響樹木長高的重要原因。二氧化碳的密度比空氣的密度大,因此,隨著高度的增加,大氣中的二氧化碳濃度也急劇降低。隨著樹頂周圍二氧化碳濃度的降低,樹頂上的光合作用也受到了限制,因此,樹木將無法繼續長高。
從激素調節的角度考慮,生長素的濃度也限制了樹木無限長高。因為,樹木側枝的生長,可以導致樹木頂枝內生長素濃度的降低,從而抑制樹木頂枝的生長。
樹木不能無限地長高,也是自然選擇的結果。試想,如果樹木能夠無限地向高空生長,那就更容易招致風折雷劈。于是,在適應外界環境的進化過程中,樹木的高度自然受到了限制。
所以,即使老天愿意再借五百米的高度,甚至更多,樹木也長不了那么高。