木质部
上个星期,森林里绿草铺满大地,一条进行光合作用的绿毯长到了齐脚踝深。现在枫树正在舒展开叶片,从枝条上垂下绿色的花朵。森林里的绿意就像上升的潮汐一样,从地面开始慢慢往上爬。上涌的绿潮使山坡上流淌着一种万物复苏的气氛。
每根树干内部,都隐藏着大地与天空、土壤水分与太阳火力之间至关重要的连接线。控制这根连接线的是极其严酷的法则。
在树叶内部,阳光使水分从细胞表面蒸发出来,通过呼吸孔散失在空气中。当水蒸气从湿润的细胞壁溜走时,剩余的水分,尤其是细胞内部之间狭窄空隙中的水分表面张力增强。这股张力将更多的水分从叶片深处牵引出来。拉力转移到叶脉中,再向下传给树干中的水分疏导细胞,最后一路到达根部。每个蒸发出去的水分子所施加的拉力都极其微小,就好像轻轻拂过丝线的微风。然而数百万个水蒸气分子组合起来的力量,却足以从地上拽起一道厚重的水练。
这种高效的提水系统也存在阿客琉斯之踵。有时候,上升的水柱会被气泡阻断。这些栓塞堵住了水流。冬季天气更容易产生阻塞现象,因为当水分疏导细胞内部的水分凝结时,就会形成气泡。冰冻天气使树干里充满气孔,捣毁了树木的运输管道。
就在树皮下面,有一层薄薄的活细胞包裹着树干。这些细胞分裂并形成春季新生的微管。细胞的外层部分,也就是位于树皮与分裂的细胞层之间的那些细胞,将会变成韧皮部。韧皮部是树干内部上下传递糖分以及其他养料的一种生命组织。韧皮部内侧形成的新细胞将会死亡,只留下细胞壁形成木质部,或者说树干中向上疏导水分的木质层。
山核桃树的木质部管道又粗又长。由于管道中几乎没有任何阻碍,水流量会非常充沛。不过管道越粗大,越是格外容易被堵住。而且粗长的木质部管道十分脆弱,无法支撑沉重的树枝,也无法应对狂风。当春季木质部形成后,树木会生长出具有厚壁、小孔的木质部维管。夏季形成的木质部,能起到水分疏导维管所不具备的结构支持作用。这种年度交替现象在砍下来的山核桃树木头上体现得很明显:粗大多孔的细胞被更为致密的木头隔开,形成一种“孔环”模式。
相比山核桃树,枫树的木质部细胞数量更多,体积更小,也更狭窄,而且被梳子状的板块隔开来。不同于山核桃树中畅通无阻的粗大管道,枫树的管道结构使栓塞被局限在形成栓塞的小细胞中。不同于山核桃树木头的环形模式,枫树木头的纹理更为一致,显示出一种“散孔”模式。
枫木具有平滑的木纹,山核桃木则是一排排规则的针孔。
枫树山核桃枫树还有一种生理技巧能帮助它应对栓塞。早春季节,枫树树干中含糖分树液急速上升,将寒冷冬日里产生的空气冲走,使旧木质部恢复健全。
春季枫树枝条中流动的树液,是依靠昼夜间霜冻与融解的循环来驱动的。
起初看来,在毫不妥协的物理法则面前,树木似乎是束手无策的囚徒。水分的蒸腾和流动,以及霜冻天气所施加的限制,划定了它们的生活范围。然而,树木也是擅长利用这些规则为自己谋利的高手。蒸腾作用是树木张开叶片时所付出的代价,同样,蒸腾作用也是驱使数百加仑的水分毫不费力地悄然向树干上部流动的动力。类似地,春季的冰冻是木质部的大害,然而恰恰也是冰冻为早春枫树内部涌动的树液提供了动力。同样,枫树无需耗费任何精力。枫树和山核桃树分别以两种截然不同的方式,扭转不利局面,在逆境中获得了胜利。
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