夏天真熱啊,就想躲進樹林裡乘涼,躺上一天。要說什麼樹林好,那必然是竹林,竹子光是看着就讓人感覺很涼快。
去竹林裡過夏天
竹子無疑是中國人最熟悉的植物之一:對植物學毫無涉獵的遊客,也能在諸多草木中一眼認出竹子。
然而,竹子卻也是世界上最神秘的植物之一:即便是天天研究它們的科學家,也還搞不清它們的一些“基礎信息”。
一棵竹子幾歲?
要問一棵竹子芳齡幾何,竹類科學家會面露難色。畢竟,無論是叢生竹還是散生竹,真正的“一棵”都不是一根竹竿,而是由衆多竹竿及地下莖組成的一個整體。叢生竹的“一棵”是一叢,散生竹的“一棵”,甚至可能覆蓋一片山頭。
這個整體的生理年齡,要從最初那顆種子算起。然而,除非有種子發芽的記錄,否則沒法兒算——樹木有年輪,竹子身上卻沒有能直接體現年紀的特征。所以,時至今天,科學家想弄清一棵竹子的年齡,或某個竹種的平均壽命,需要……
自己種!
你沒看錯,就是科學家自己播種,培育“實生苗”,從頭記錄。
用竹類種子發芽培育的竹子實生苗
拍攝:陳天國
時至今天,我們仍然難以準确回答“竹子壽命有多長”。
一根竹竿幾歲?
因為搞不清竹子整個植株的年齡,科學家對它們采用了另一種統計方式:計算“稈齡”,也就是一根竹竿的年齡(從發筍算起)。(竹子的地上莖俗稱“竹竿”,但在植物學上,為表示竹竿的構造與樹不同、與草類似,一般寫作禾字旁的“稈”。本文采用通俗表達,寫作“竿”,僅在強調植物學概念時寫作“稈”。)
樹有年輪,是因為樹幹的“形成層”會不斷分裂細胞,向外形成韌皮部、向内形成木質部,使樹木的直徑不斷增粗。竹子卻不是這樣。即便它高聳入雲,本質上卻依然是巨大的“草”,沒有形成層可以分裂。所以竹竿的粗細,在筍的階段就定了,随着年齡增長,竹竿并不會變粗,即使砍下它,截面也沒年輪。
不是讓你看竹筒飯,是看看竹子的橫截面
但是,竹竿外皮的顔色,卻可以暴露它的年紀:通常,當年新生的竹竿,色澤格外青翠,很多種類在稈箨(tuò)剛脫落時,竹竿上還會蒙着一層白霜。而随着它的年齡增長,翠綠色就逐漸轉黃,産生灰、褐斑點,直到徹底變褐枯死。所以熟悉竹子的人,根據竹竿外表就能大緻判斷稈齡。
不同顔色的竹竿
色彩變化,是因為竹竿内部葉綠素的含量有所變化。竹子的整個地上部分都有葉綠素,從葉到竿都能進行光合作用。每一竿竹子,一邊消耗着根部供給的營養,一邊通過光合制造養分,“反哺”整個植株。新生竹竿葉綠素豐富,制造的養分比它自身消耗的多。生長幾年後,随着稈壁的木質化,葉綠素逐漸減少。
木質化程度越高,竹竿越堅硬,多數叢生竹的竹竿會在4年左右達到最大物理強度,毛竹等散生竹則在5~6年左右。而這時,雖然竹竿堅實,但它光合作用的效果卻在減弱,消耗的養分逐漸比制造的多了。于是竹子便會放棄它,把營養物質通過竹鞭輸送給别處,讓這根老竿枯死。
變老枯黃的竹竿
竹子為何開花?
圍繞着竹子的另一大謎團,就是它難得一見的開花現象:(我們在今年春天的文章裡提到過,可以點擊文末鍊接複習)
竹子的花就跟水稻、小麥等禾本科植物一樣低調,沒有花瓣,最顯眼的是垂露在外的細碎雄蕊(包括花絲和花藥),主要靠風力傳粉。
但至于何時開、為何開,科學家也沒答案,隻有假說。
從古至今,栽種竹子最常用的方法是“營養繁殖”:從成熟竹叢上直接分株,或截取一段帶芽的竹鞭,移栽到别處——就像用藕種荷花一樣(《博物》雜志2021年的7月刊有介紹過)。這是一種無性繁殖,被移栽長成的竹叢,相當于母體的“克隆分身”。結果常常有這般現象:無論被移栽到離母體多遠的地方、無論移栽地的環境如何,一旦母體開花,被移栽的竹叢也會同樣開花,就像有心電感應一樣!
這恰好能呼應竹子開花的第一種假說:“周期說”。此說認為,不同竹種各有固定的開花周期,有的在十幾年到幾十年,有的則長達百餘年。開花周期寫在竹子的遺傳基因裡,無論怎麼無性繁殖,都是同一段基因,因此開花也會“隔空同步”。
目前,周期說在解釋竹子開花的假說中占主流,因為确實有較多記錄能佐證它,比如1959年,亞洲東部和北美洲的桂竹就在短時間内相繼大面積開花。
桂竹開花
圖片來源:himeji-machishin.jp
除此之外,學界還有兩種假說。“環境說(氣候說)”認為,竹子遇到幹旱、高溫、火燒等惡劣氣候或極端環境時,就會選擇盡快開花、留下種子,讓母體結束生命周期。曆史上确實有數次旱災後竹子開花的記錄。
第三種“營養說”則認為,竹子開花是營養不良引起的。由于土壤元素失衡,抑或竹鞭自身老化、吸收能力變差,竹子體内的平衡被打破,正常的生理代謝機制失調,從而使它開花、提前結束生命周期。
不過,後兩種假說都沒得到驗證,目前較多科學家認為,“周期”還是竹子開花的主導因素,而環境或營養等條件,隻能促使竹子提前或延遲開花,并非開花的決定因素。
你别說,這花開得還挺好看
圖片來源:wiki
竹子開花就會死嗎?
理論上,竹子與禾本科的水稻、小麥等相似,一生隻開一次花,結果之後就結束生命周期。但實際觀察中,竹子開花也分情況:一是成片開、成片死。比如上世紀80年代,四川的箭竹大量開花死去,造成了“大熊貓饑荒”。
捐款搶救大熊貓
圖片來源:四川觀察/《大熊貓志》
上世紀八十年代中後期,四川林業職工搶救受傷大熊貓。圖片來源:四川觀察/四川省林業和草原局供圖
但同時,也有一片竹林中僅部分竹竿開花的情況,開花竹竿會死,但竹林不受到太大影響。還有一種情況是,竹子隻有少數枝條開着一點點花,這種竹子通常不會死。目前,人們也還沒搞清後兩種情況出現的機制。
遇到竹子開花并不容易,對科學家來說,每一株開花竹子都是寶貴的研究對象,可以推算該竹種的開花周期。更珍貴的是花後結的種子,可以用來開展繁育實驗。
多數竹類的果實是禾本科植物常見的“穎果”,類似米粒的種仁被包裹在穎殼内,因此也叫“竹米”。圖片來源網絡
開花竹株往往會引來大量鳥雀啄食花蕊和竹米,白腰文鳥就是常見的食客。攝影:曾祥樂
正如前面所說,現存的大多數竹子“年齡不詳”,因此也不知道它們會在何時大片開花、死亡。寫在基因裡的開花周期性,就像埋的地雷:如果一直沿用營養繁殖,繼續從現有竹林中分株栽植,很可能有一天,大量人工擴繁的竹子會同時達到開花周期,一起走向衰亡,導緻很大損失。
所以,雞蛋還是要多找幾個籃子來裝。遇見竹子開花時,研究者會給它補充磷肥、鉀肥,促進結果,以獲得種子,然後用種子繁育實生苗,再進行組培擴繁。如此長成的竹子,有确切的“生日”和年齡記錄,在大規模推廣種植時,人們就心裡有數了。
竹子除了會開花,還好吃啊!《博物》雜志2022年7月刊的特别策劃就是竹子,我們講了如何吃竹子、如何用竹子、竹林的常客,還有精美拉頁。
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撰文 | 楊宇明 石明
部分圖片 | 圖蟲創意
責任編輯 | 林語塵
微信編輯 | 阿什麼爽
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