閃電是森林殺手,它不僅會殺死和損壞單棵樹木,而且還非常容易引發火災進而摧毀整個森林。
對于那些壽命較長的高大樹木來說,尤為容易被閃電擊中,在熱帶森林中,閃電是導致那些最大、最古老樹木死亡的主要原因。
然而,最近有科學團隊發現,一種生長在巴拿馬半島的高大樹木,它們不僅很少死于雷擊,還巧妙利用了閃電的力量,殺死身邊的競爭者,以及那些寄生者,從而讓自己活得更好。
△ Dipteryx oleifera植株,圖源:埃文·戈拉
這種樹叫做Dipteryx oleifera,國內一些科普網站將其翻譯為巴拿馬油豆蔻樹,它們能長到40-50米高,樹冠巨大,開出滿樹的紫色花朵,是整個巴拿馬半島最顯眼樹木之一。
在熱帶地區,水果供應通常不會間斷,因為很多熱帶水果樹并不會季節性結果,相反它們一年開花結果多次。
但是巴拿馬半島每年有三個月時間,水果供應會變得極度短缺,只有幾種水果會在此期間果實成熟,而油豆蔻樹就是其中之一,所以它們還是巴拿馬半島最重要的樹之一!
科學家們圍繞這種樹做了很多研究,最近這項研究來自卡里生態系統研究所,主要作者是埃文·戈拉。
雖然文章剛剛發布沒多久,但是研究人員很早就發現這種樹“有問題”了,因為許多其它研究項目在考察的時候都發現雷擊似乎對這種樹的影響遠小于其它樹。
△ 左邊是2019年它剛遭受雷擊的時候的場景,右邊是2年后的場景,圖源:埃文·戈拉
例如,2019年的時候,一棵被藤蔓覆蓋的Dipteryx oleifera遭受了一次特別強烈的撞擊,現場就像是一顆炸彈爆炸了一樣。
在這次雷擊事件中,Dipteryx oleifera周圍總共有115棵樹受到了不同程度的影響,而它自身卻毫發無損。
兩年之后的2021年,這些樹中有一半已死亡, Dipteryx oleifera樹干上的藤蔓也全部枯萎脫落,而Dipteryx oleifera卻因為競爭者和寄生者的消除長得更茂盛了。
△ Dipteryx oleifera在巴拿馬半島的分布
最近這次研究則是對過去觀察的驗證,最終證實了Dipteryx oleifera確實不會受到雷擊傷害,而且會從中受益。
本次研究人員使用定制的電場傳感器和攝像機系統追蹤雷擊,最終在巴拿馬半島記錄到93次樹木雷擊事件,其中有9棵是Dipteryx oleifera——它們除了幾片葉子被閃電打亂之外基本沒有受到影響。
之后,研究人員追蹤觀察了這些樹,同樣過了2年,那9棵Dipteryx oleifera沒有一棵死亡,相反它們都長得更好了,而其它的84棵樹有56%最終死亡了。
為了更準確地了解雷擊對Dipteryx oleifera及其鄰居的影響,研究小組還分析了過去40年的樹木地塊記錄。
研究人員發現,巴拿馬半島的任何一種樹,它生長在Dipteryx oleifera旁的死亡率要遠高于它生長在其它任何古老大樹旁。
不僅如此,這項研究還量化了其它樹木生長在Dipteryx oleifera的危險程度,以及它自身的受益情況。
平均而言,每次閃電擊中Dipteryx oleifera,都會殺死它周圍九棵其它樹木——大約2.4噸樹木生物量,以及80%寄生在Dipteryx oleifera樹上的藤本植物
而對于Dipteryx oleifera自身而言,由于它很高,樹冠很寬,所以相對于島上的其它樹木,它們被閃電擊中的概率高出68%。
典型的Dipteryx oleifera差不多有300年的壽命,研究人員估計,在這些樹的一生平均會遭受5次雷擊(概率隨著它們長大而增高),而它們一生會因為這些雷擊事件種子產量增加14倍。
之所以Dipteryx oleifera的雷擊事件,它的鄰居們反而受到更大影響,一方面是藤蔓,另一方面是Dipteryx oleifera自身可能以某種方式轉移了電流。
藤蔓這種寄生植物會竊取宿主的養分和陽光,它們并不會滿足于一棵樹,它們在生長的時候會不停發展“下家”,不停蔓延到其它樹木上,并將這些樹木鏈接起來。
當閃電擊中任何一棵樹的時候,藤蔓就會將電流傳遞到鄰近的樹木上,從而對其它樹木造成影響。
而Dipteryx oleifera沒有受到閃電的傷害,它們肯定轉移了電流,但目前尚不清楚它們是通過什么方式。
被閃電擊中時,只有當樹木自身有足夠大的電阻時,它才會產生巨額熱量,從而傷害或者摧毀樹木。
Dipteryx oleifera可能因為某種物理結構,讓它們變成了良好的導體——擁有較低電阻,因此電流直接被引入了地面,并傳遞到臨近的樹木身上。
也可能是因為它們的樹冠結構,這些寬大的樹冠可以很好地將整棵樹的電流轉移到臨近的樹木上。
不管怎樣,Dipteryx oleifera確實做到了避免閃電傷害的同時將電流轉移到了臨近樹木上,某種程度上利用了閃電的力量消滅敵人。
△ 北美巨杉情況和Dipteryx oleifera有點相似
最后
值得一提的是,將雷擊與其影響聯系起來并不容易,因為雷擊是瞬間發生的,而周圍樹木和藤蔓需要幾個月的時間才會死亡。
這項研究通過長期觀察和記錄,證實了兩者的關系,給人們帶來了森林生態的全新思考,或許這種模式遠不至于Dipteryx oleifera。
另外,此前還有研究發現,北美巨杉和火存在關聯,這些巨大的植物通過利用森林火災的力量來消除敵人,讓自己長得更好,就像Dipteryx oleifera利用閃電一樣。
它們的做法就是通過增厚樹皮來讓自己擁有超越競爭者的耐火能力,而每次火災都幫它們消除身上的白蟻和幼苗競爭者,而它們自己卻沒有受到影響。
巨杉通過利用火的力量成為世界上最大的樹木,但是由于它們的種子和幼苗也高度依賴森林火災,所以最近幾十年北美的森林防火行動并沒有讓它們受益,相反將它們推向滅絕邊緣。
巨杉和Dipteryx oleifera都非常反直覺,但這就是生命有趣的地方。
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