火海求生,植物们都有哪些绝招?

作者:秦彧来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-04-17

世代演化而来的生存智慧,让许多植物身处火海也能安然脱险,甚至巧借周期性火灾实现家族的繁衍壮大。

去年亚马逊雨林大火,50万公顷森林付之一炬;今年的澳大利亚林火,导致5亿动物死亡;4月5日,一场森林大火自切尔诺贝利禁区附近开始燃烧,13日火势已经蔓延至禁区内储存辐射物的地点约2公里处。

猛烈的澳洲丛林大火,图自unimelb.edu

猛烈的澳洲丛林大火,图自unimelb.edu

火灾肆虐的荒野满目疮痍,难道就没有幸存者吗?

当然不是啦!

生命的顽强远超我们的想象,许多植物各有各的火海生存绝招,即便不幸烈火焚身也依然能够生生不息。

今天给大家介绍几个火海求生界的大佬!

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坚壁又清野:黄松

植物的生理构造和我们差别极大,哪怕被烈火吞噬很大一部分躯体,它们往往也能自我修复并继续生存。努力提高自己的防御值,大火来了就头铁硬刚,因此成了不少植物的火灾生存之道。以北美西部为家的黄松(Pinus ponderosa),就是这么一位硬怼山火的“好汉”。

黄松的防火第一招是“坚壁”,它们形如鳞甲的树皮厚实坚韧,像是为树干披上了一件天然的防火衣。它们的防火第二招是“清野”,在不断长高的过程中,黄松的下部树枝会逐次脱落,只在树干最高处保留青翠的枝叶。通常只在灌木层延烧的山火,几乎不可能蹿上成年黄松几十米高处的树冠。靠着“坚壁清野”的硬核大招,山火过后的黄松大多能够满血复活。

黄松

厚厚的树皮是黄松的火灾保命绝招,图自维基百科


野火烧不尽:熊草

每隔大约五到七年,北美西部的熊草(Xerophyllum tenax)便会集体抽出长长的花序,绽放出无数朵簇拥在一起的白色小花。灰熊用熊草的细长草叶铺垫冬眠巢穴,这种美丽的百合科草本植物也因此得名。它们也被称作印第安篮草,因为印第安人常用熊草叶编织篮子。

面对汹涌而来的野火,茎叶纤弱的熊草毫无抵抗之力,好在它们早就为浴火新生做了准备。熊草生有短粗的地下根状茎,里面储存了大量营养和水分,深埋在火焰无法触及的泥土之下。一旦火场的余烟散尽,嫩芽就会悄然从根状茎上萌发,成为焦黑原野上的第一抹新绿。定期的野火不仅烧不尽熊草,还能帮助它们清理枯枝败叶,让新生的熊草群落变得更加旺盛蓬勃。

漫山遍野的熊草,图自维基百科

漫山遍野的熊草,图自维基百科


块茎巧重生:帝王花

帝王花(Protea cynaroides)是深受南非人民喜爱的国花。然而,它们扎根的南非海角不仅干旱贫瘠,每隔十年二十年还会燃起狂暴的大火。千百年来的无数次灾难,迫使帝王花演化出了一整套火场生存策略。

它们平日里总是精打细算,把水分和营养输送到根部的木质块茎(lignotuber)里。帝王花的枝叶可能会被烈火彻底烧焦,几乎完全藏身泥土的木质块茎却能在火灾中幸存。依靠储存的大量水分和淀粉,木质块茎上的众多休眠芽很快抽枝长叶,一丛丛茂盛的帝王花灌木便会神奇地浴火重生。

对于聪明的帝王花来说,丛林大火还是传播种子的良机。它们的种子包裹在坚硬的蓇葖果里,常常会耐心地在枝头停留几年时间。当火苗烧灼帝王花的时候,它们的木质果实会受热开裂并四处掉落。等到雨水滋润了干渴的荒野,湿润的果实会渐渐把种子推出来,吸饱了雨水的种子就可以顺利萌发了。

美丽的帝王花是防火高手

美丽的帝王花是防火高手,图自South African National BiodiversityInstitute


火场忙播种:扭叶松

超长待机的种子并不是帝王花的专利,不少来自火灾多发丛林的植物,都演化出了这种名为植冠种子库(Serotiny)的妙招。年复一年,美国加州的扭叶松(Pinus contorta)都会在梢头宿存累累的松果。它们的塔状松果分泌出厚厚的树脂,牢牢地包裹住了每一个鳞片,饱满的种子就在与世隔绝中一直沉睡。

一旦毁灭性的山火燃起,树皮纤薄的扭叶松顿时变成了巨大的火炬。火焰融化了凝固的松脂,松塔上的一个个鳞片随之开启,无数带翅的松子乘着灼热的气流飘散远方。几年过后,许多成年扭叶松再也无法恢复生机,一棵棵幼松却已经在它们脚下茁壮成长。靠着如此惨烈的新老更替方式,扭叶松和其他几种松树战胜了山火,加州海岸山地甚至还生长出独特的“闭塔松林”。

扭叶松的闭合球果

扭叶松的闭合球果,图自Walter Siegmund  CC BY-SA 2.5


巨木向火生:巨杉

作为寿命3000年以上的古老树木,魁伟的巨杉(Sequoiadendron giganteum)能长到100米高,树干下部的周长超过30米,重量相当于约500头非洲象。巨杉靠近根部的树皮厚达90厘米,树皮汁液中含有丰富的单宁,既让树干呈现独特的红棕色,也是效果一流的天然阻燃剂。对于皮糙肉厚的成年巨杉来说,寻常烈度的山火不过是在给它们挠痒痒。

然而,巨杉的种子和幼苗却很有点儿弱不禁风。在漫长生命历程的最初几年,如果得不到充足的光照和矿物质,幼小的巨杉很难逃脱枯萎夭折的厄运。巨杉只得让大部分球果宿存在枝头,这些球果最长会在半空中滞留20年。只有加州山火产生的气流到达树冠,受到热气烘烤的球果才会干燥张开,让仅仅几毫克重的巨杉种子轻盈地坠入泥土。这个时候,烈火已经把遮荫的灌木一扫而空,新生代巨杉可以独享灿烂的阳光。在肥沃的灰烬中安然成长到足够强壮。

巨杉

被大火烧掉树皮的巨杉,幼苗在它的脚下生长,图自维基百科公共领域


自燃助后代:岩蔷薇

来自地中海西部地区的岩蔷薇(Cistus ladanifer),是一种枝繁叶茂的常绿灌木,它们带有斑点的漂亮花朵有点形似野蔷薇。岩蔷薇茎叶覆盖着粘稠而芬芳的树脂,用特制刷子收集之后被称为劳丹脂,可以为香水增添别具一格的琥珀香气。

每一年,岩蔷薇都会结出大量带有木质硬壳的果实。如果外壳没有被高温软化,同时缺少烟气中化学物质的刺激,其中的大部分岩蔷薇种子将一直保持休眠状态。自然发生的野火可遇而不可求,岩蔷薇因此演化出了“玩火自焚”的奇异本领。到了炎热干燥的夏日,它们茎叶上的树脂会大量挥发,气温超过32摄氏度时就可能发生自燃。随着岩蔷薇被汹涌的火焰化为灰烬,周围的其他灌木杂草也会被横扫一空。等到下一场大雨落下,无数岩蔷薇种子就会从沉睡中醒来,在空旷的土地上争先恐后地发出新芽。

蔷薇

玩火自焚的岩蔷薇,图自Alvesgaspar  CC BY-SA 4.0


全能“纵火犯”:桉树

几乎每一个酷热的旱季,澳大利亚丛林都会升腾起烈火和浓烟。为了在如此绝境求得一线生机,自我修剪树干低处的枝叶,以及木质块茎和植冠种子库,简直是众多澳大利亚桉树的基本操作。不过,在树皮深层暗藏无数休眠的表皮芽(Epicormic bud),才是桉树家族中最流行的火灾生存大招。在外层树皮的严密保护之下,大多数表皮芽会在火灾中成功幸存。这些表皮芽会在雨季得到激活,让焦黑的桉树树干从根到梢发出不计其数的新枝。

更加奇葩的是,桉树们还是一帮不声不响的“纵火犯”。无论是新鲜还是枯萎的时候,桉树枝叶都含有大量低燃点的桉树油。桉树林因此既容易自燃,也会大大助长火灾的威力,因此成为丛林大火不断蔓延的罪魁祸首。不过,往往在一场惨烈的大火过后,顽强的桉树快速恢复了生机,其他种类的树木群落却元气大伤。正是依靠这种莽撞而狠辣的竞争策略,桉树才最终成为澳洲丛林的绝对霸主。

桉树

焦的树干发出新枝,图自John O'Neill GFDL 1.2


看过了这么多花草树木的斗火奇招,各位亲会觉得其中哪一种最神奇呢?世代演化而来的生存智慧,让许多植物身处火海也能安然脱险,甚至巧借周期性火灾实现家族的繁衍壮大。然而,人类有意无意的干预,却很可能大大改变火灾的节律和强度,让最善于与火共舞的植物也深陷绝境。荒野中的熊熊烈焰,究竟是自然的更生还是生态的灾难?或许一切就在我们的一念之间。

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参考文献:

[1]Vogts, M. 1982. South African's Proteaceae: know them and grow them. Struik, Cape Town.

[2]Rebelo, T. 1995. Proteas, a field guide to the proteas of southern Africa . Fernwood Press, Cape Town.

[3]Matthews, L. 1993. Protea Growers Handbook. Durban: Trade Winds Press

[4]Rourke, J.P.1980. The Proteas of Southern Africa by J.P. Rourke. Purnell. Cape Town

[5]植冠种子库及其生态意义研究.生态学杂志,2005,(11)



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