一项新的研究表明,古老的树木,古老的森林哨兵,可能会保存有助于林地繁荣数千年的遗传多样性。
在典型的落叶林中,最古老的古树——其中许多是在第一次十字军东征期间站立的——几乎可以像时间旅行者一样,代表着森林,因为它比周围的大多数树木都是树苗早了几个世纪。这些古树可能与森林中的大多数其他树木在非常不同的环境环境中生根,这意味着如果环境再次发生变化,它们的后代可能会具有优势。
一些树种以活到令人难以置信的成熟年龄而闻名:加利福尼亚的怀特山脉是独特种群的极长寿刺尾松 ( Pinus longaeva ) 的家园,它们可以存活超过 5,000 年。据记载,加利福尼亚的巨型红杉( Sequoiadendron giganteum ) 的寿命超过 3,000 年,智利和阿根廷 的红杉 ( Fitzroya cupressoides ) 也是如此。
但即使是典型的树木也可以拥有非常长的寿命,长达几个世纪。莱尔莫顿植物园树木科学中心主任查尔斯·坎农说,由于伐木和森林砍伐,这些古树现在在北美很少见,除了太平洋西北部的少数地方和阿巴拉契亚的某些地区。 ,伊利诺伊州。Cannon 告诉 Live Science ,现在幸存的古人大多生活在热带地区,比如婆罗洲和亚马逊地区——而这些森林每天都在缩小。
“我越来越相信它们非常重要并且确实发挥着至关重要的作用,”坎农说。“一旦我们失去它们,它们就消失了。它们是从古老的森林中出现的财产,几个世纪以来,一旦我们将它们砍伐,我们就无法将它们找回来。”
森林长老
在他的新研究中,Cannon 使用计算机模型来估计随着森林的生长和成熟而古树的流行程度。Cannon 说,由于树木的寿命比人类长得多,因此计算机建模是了解森林在很长一段时间内如何变化的最佳方法之一。
与动物不同,树木不会在一定寿命后死亡。相反,它们的死亡是由于外力造成的,例如将它们的檐篷变成火柴棍的大风或消耗它们营养的昆虫侵袭。一旦树木成熟并建立自己,它们的死亡率就会急剧下降,死亡几乎是随机的。对已建成森林中树木死亡率的研究表明,成熟树木的死亡率每年约为树木的 1.5% 至 2%。
由于没有内部时钟让它们更接近死亡,一些树木赢得了寿命彩票,避开了干旱、疾病和天气,并且比森林中的平均树木存活时间长两到三倍。这些古老森林中最古老的树木可以达到近1000年的年龄。Cannon 和他的同事 1 月 31 日在Nature Plants杂志上报告说,森林中最古老树木的年龄在很大程度上取决于成熟树木的总体死亡率。. 例如,以 1% 的死亡率,最古老的树木很容易接近 1000 年,而这些古树可能有数百棵。在 3% 的死亡率下,最古老的树木的树龄不超过 200 或 300 年。坎农说,这令人不安,因为研究人员记录了世界各地树木死亡率的增加。据加拿大政府网站称,这是由于干旱和虫害等气候影响所致。
年龄的重要性
一棵在近一千年前生根发芽的树可能在与周围较年轻的树完全不同的条件下生长。坎农说,这很重要,因为森林中的古树与它们的年轻邻居相比,可能具有不同的遗传特征。这些最古老的树木可能会提供类似基因保险的东西,产生可以承受不寻常环境条件的种子和花粉。
或者,坎农说,树木有时可能会拖累森林。如果它们的幼苗适应了不存在的环境,它们的遗传贡献实际上可能会削弱整个森林。他说,无论哪种方式,大多数古人的体型都很大,这意味着他们会产生大量的种子和花粉。树木不会像动物一样随着年龄的增长而停止繁殖。总之,树木的大小和年龄意味着它们可以对森林的多样性和繁殖产生巨大的影响。
坎农说,研究古树并不容易。它们很大,但可能不是森林中最大的,而且约会树木并不总是那么简单。例如,热带树木没有四季分明的温带地区树木所具有的清晰描绘的年轮。即使在对树木进行充分研究的地区,科学家们也可能没有一份好的树木年龄目录。
“如果你能在一片森林中对许多树木的年龄进行取样,我们可以看到自然过程与[计算机模型中的]统计过程有何不同,”坎农说。“这可能会让我们对正在发生的事情的生物学有一些了解。”