高さ60メートルを超える木は科学者が考えているほど干ばつに対して脆弱ではない可能性があることが、東南アジアのフタバガキがどのように効率的に水を移動させるのかを新たな研究で明らかにした。

科学者たちは何十年もの間、最も高い木は自然界の最も厳しい課題の一つに直面していると信じていました。 地上数百フィートの根から葉まで水を届ける。現在、東南アジアの高木に関する研究では、世界で最も高い顕花植物のいくつかが、この問題を克服するために特別なシステムを進化させてきたことが示されています。マレーシアでフタバガキを研究している研究者らは、これらの熱帯雨林の巨大な木が、極度の高さでの物理的要求に対処するために、幹の中を効率的に水を移動させる方法を進化させてきたことを発見した。この研究結果は、高い木は干ばつに対してより脆弱であるという長年の見方に疑問を投げかけるものである。研究は雑誌に掲載されました 科学 7月2日。彼はボルネオ島のカビ・セピロク森林保護区で5種のフタバガキに焦点を当てた。 科学者らは、最も背の高い1パーセントの木には森林に蓄えられる地上炭素の半分以上が蓄えられているため、この発見は気候変動の下で森林がどのように理解されるかに影響を与える可能性があると述べている。「これらの木は希少で重要であり、現在の予測では、水力システムが貧弱であれば干ばつで枯れるリスクが高まることが示唆されています」と、この研究の筆頭著者でウェールズにあるカーディフ大学の森林生態学者であるパウロ・ビッテンコート氏は述べた。彼らはさらに、「この予測は気候変動の影響の一部のモデルに含まれているが、我々の研究はそれが真実ではない可能性を示唆している。水力システムと他の高木の干ばつ耐性を調査するには、今後さらなる研究が必要である。」と付け加えた。

20階建てのビルを超える樹木を研究する

研究チームは2022年に3か月を費やし、高さ約25フィートから233フィートまでの38本のフタバガキの木からサンプルを収集した。この作業には、高さ 20 ～ 30 階建ての木から枝、葉、幹のサンプルを収集することが含まれていました。サンプルは木の上部から収集する必要があったため、科学者らは訓練を受けた登山者と協力し、巨大な幹をよじ登り、林床よりはるか上の枝に到達した。「彼らは、森の真ん中にある20～30階建てのビルほどの高さの木にロープを通し、木に登って枝を集めることができる人々です」とビッテンコートは別の解釈で言う。彼らは次のように付け加えた。「一部の収集は、太陽光のない夜間に行われなければなりませんでした。 ロープの使い方を知っていて、身体的に健康であることだけが重要ではありません。スズメバチの巣をチェックし、枝が適切かどうか、木が強いかどうかを確認する必要があります。これは簡単な問題ではありません。」収集された物質は、樹木内の水の動きに関連する特徴について分析されました。科学者たちは、水と栄養素を根から葉に輸送する役割を担う植物組織である木部の構造を研究しました。

高い木は屋内の配管を適応させた

研究者らは、背の高いフタバガキほど、茎の下側に幅の広い木部導管があることを発見した。 これらの幅の広い水路は、水面が地球の重力に逆らって上向きに移動する際の抵抗を軽減するのに役立ちます。これらの木の頂上近くに生える葉も、その機能を失うことなく乾燥した条件に耐える能力を示しました。これらの適応により、樹木はその巨大な高さにも関わらず水の輸送を維持できるようになります。この調査結果は、すべての高木が干ばつから保護されることを意味するものではありません。種が異なれば、生物学的システムも異なり、直面する環境圧力も異なります。 しかし、研究によると、高さだけでは木が乾燥した状態で生き残れるかどうかは決まりません。これらの木が水不足にどのように反応するかを調査するために、研究者らはまた、2023年から2024年のエルニーニョ現象に関連した干ばつの前、最中、後の幹の成長も測定した。彼らは、干ばつ中、背の高い木は背の低い木よりも大きな成長の低下を示さないことを発見した。

世界で最も高い木も同様の問題に直面している

この結果により、樹木のサイズと干ばつでの生存はこれまで考えられていたよりも複雑であるという理解が深まりました。この研究には関与していない米国地質調査所の森林生態学者エイドリアン・ダス氏は、この発見はシエラネバダ山脈の干ばつ時に見られるパターンと一致すると述べた。 「干ばつの間、体の大きさと死亡率の関係は種によって異なりました」とモナ・パターソンはサイエンス誌で説明する。これらの森林では、樹高だけよりもキクイムシに対する感受性などの要因が樹木の枯死において大きな役割を果たしているようだ。この研究はまた、木が環境にどのように反応するかについての異なる洞察を提供します。この研究には関与していないメキシコ国立自治大学の機能生態学者ジュリエッタ・ロセル氏は、この研究結果は樹木の性質を再考するきっかけになっているとサイエンスニュースのフェチ・インヤマ氏に語った。「彼らは常に何かをしており、常に解剖学的構造を変えています」と彼は言いました。 「そして、木々がとても穏やかに見えるので、木々に違った視点が与えられます。」

世界中の巨木がさまざまな生存戦略を明らかにする

東南アジアのフタバガキの研究は、極限状態で生き残るための方法を進化させた他の巨大樹種の研究に加わります。カリフォルニアのセコイア国立公園にあるシャーマン将軍の木は、現存する単茎の木としては体積で世界最大であることが知られています。ジャイアントセコイアの高さは約83.8メートル、幹の体積は約1,487立方メートルです。地球上で最も高い木ではありませんが、その巨大な大きさにより、世界で最も研究されている木の一つとなっています。樹齢 2,200 ～ 2,700 年と推定されるシャーマン将軍の木が生き残っているのは、ジャイアント セコイアの分厚く耐火性の樹皮のおかげでもあります。古い木では、樹皮の厚さが90センチメートルを超えることがあります。火はまた、球果から種子を放出し、競合する植生を減らすことによって、これらの森林を助けます。

現在知られている最も高い木は別の種に属します。 コースタルマホガニー。カリフォルニア北部とオレゴン州南部の海岸で見られるこれらの木は、他のほとんどの植物よりも高く成長します。知られている中で最も高い木は、2006 年にレッドウッド国立公園および州立公園で発見された海岸セコイアであるハイペリオンです。その長さは約 115.9 メートルですが、多数の訪問者による被害を防ぐためにその正確な位置は秘密にされています。海岸セコイアは、太平洋近くの涼しく湿った環境の恩恵を受けています。海岸霧は乾期に追加の湿気を提供し、その生物学的適応により、空中に 100 メートル以上も上昇する幹を通って水が流れるのを助けます。ダイアービル・ジャイアントなどの歴史的な巨人の中には、海岸沿いに生息するセコイアの種にも属していました。 1991年に倒木するまで、この木の高さは約113メートルだった。オーストラリアのナナカマドも非常に高い木です。かつての標本の中には100メートルを超えるものもありましたが、現在生きているヤマトネリコは海岸で最も高いセコイアの高さに達していません。科学者たちはこれらの巨大な木の研究を続けています。その理由は、これらの巨大な木が生き残ることで、森林が将来の気候圧力にどのように反応するかについての手がかりが得られるからです。フタバガキ類の新たな研究は、地球上で最も高い木の一部が、科学者がかつて考えていたよりも水系を制御できる可能性があることを示している。