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树皮植物的“命脉”它不仅和彩虹一样漂亮也可

来源:植物生理学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2022-01-21

俗话说:“人靠衣装马靠鞍,狗配铃铛跑得欢”。细心的人可能会发现不同树的树皮是完全不同的。人们通常可以根据树皮的外观、颜色和质地来判断相应的树种。树皮的特性与树干的其他部分有关,例如木质部(树皮除外)和叶片。有时人们不仅可以通过树皮来判断树种,而且可以预测树木生长的气候和环境。就像什么样的人穿什么样的衣服,人们可以从树皮中推断出树的属性和生长体验。


在许多地区,人们往往把干枯树皮从树干上扒下来,而树干通常被当作废物处理。在我国和亚洲许多国家,一些树木的树皮被用作医药和调味品。桦树、杜仲、杨梅树皮等衍生物具有抗癌作用。此外,树皮也可以作为空气污染的生物指标,但人们很少知道树皮对树木本身的生物学意义。树皮既不能像树叶那样进行明显的光合作用,也不能像树干木质部那样运输养分和水分。保护树干唯一的意义是什么?然而,直到现在,我们对树皮的“秘密”还知之甚少。


最近,澳大利亚和美国的一个研究小组测量了90种树木的树皮特征。负责这项研究的罗塞尔教授指出,他们发现树皮在蓄水、保护、机械支持和光合作用等方面与木质部和叶片有着有趣的关系。例如,木材密度与树皮内部密度成正比,树皮含水量与木质部容器直径和叶径成正比;树皮厚度可显著增加树干的含量,这是首次充分认识树皮的生理生态意义。

那么,关于树皮,我们知道树皮的什么秘密呢?

树皮,生命的守护者

在容易发生火灾的生态系统中,较厚的树皮可以保护树干。例如,与热带森林物种相比,热带稀树草原(火灾多发区)的树种往往具有相对较厚的树皮。但也有例外,如易脱落树皮的桉树树皮较薄,但其树皮能进行明显的光合作用,从而弥补了树皮薄而耐火性差的缺点。例如,研究人员发现桉树树皮的光合作用对木材产量的贡献高达11%。虽然薄皮增加了火灾风险,但它也增加了光合产物的产量,这是一种进化的“妥协”。


有些树的树皮有刺以保护树皮不受动物伤害。然而,树皮的形态在个体发育过程中发生了显著的变化。木棉树的树皮可以进行光合作用。在此期间,树皮上的刺密集而锋利,用来保护能够进行光合作用的绿色组织。然而,当老化的树皮不能进行光合作用时,刺会变得钝。


然而,棕榈科的桃花掌,其一生中都有非常锋利的刺,可以阻止其他动物靠近。一些树木除了用长刺、变硬吓跑小动物外,还有些树木像动物一样有警告性的颜色标记,如笔筒树树皮上的人眼眼睛状的“环”;紫薇树的斑点树皮从远处看像猎豹,比较独特。


树皮光合作用,关键时候才“出手”

不能进行光合作用的树皮主要是支撑和保护树干,而能进行光合作用的树皮则在植物的呼吸、养分输送和碳同化吸收等方面发挥作用。这些生理功能会随着树体的增加而发生显著变化,即使是同一树种的不同部位。例如,山苍子、银香根部萌生的嫩枝树皮光滑翠绿,光合效率高于成熟树皮。


柠檬桉幼树的树皮是红色的。与白色成熟树相比,光合速率可能较低,但相对光合的贡献率较高。对于白色的成熟树来说,幼树树皮可以进行微弱的光合作用,但进入一定年龄后,光合能力基本丧失,树皮的形状也发生了很大的变化,成片脱落。有研究发现,树皮光合能力的终止提高了叶片的光合能力,这可能表明树皮与叶片之间存在协同调节作用。由于树皮与树干和树叶之间存在明显的折中关系,树皮的结构和功能随着植物的发育而发生变化也就不足为奇了。因此,树皮的生理功能虽然有限,但在关键时期起着重要作用。


树皮,与环境相契共生

不同植物物种的树干和叶片功能差异很大,这些差异能反映在树皮上吗?

在对我国北方樟子松树皮的研究中,科学家们发现由于环境的不同,樟子松树皮存在明显的差异。例如,樟子松因环境不同,可分为四种主要类型:棕色树皮、黄色树皮、红色树皮和黑色树皮。其中,黄皮的树皮率(指树皮体积占树皮和木质部之和的比例)最低,为速生树种。