今天是果壳的生日,我们就来讲讲“果壳”的故事,果壳引领科学小少年们剥开科学的坚果,而今天我们要介绍一下橡树的坚果,这可是货真价实的坚果。还记得动画片《冰河世纪》里那个可爱的小松鼠吗?它历尽磨难,一直紧紧抱在怀里的宝贝就是一颗橡实,外面还带着壳斗。 抱着坚果的Scrat。图片:动画《冰河世纪》 与小动物们互惠互利 橡树是壳斗科栎属植物的统称,要注意的是,在中文语境中,有许多文字描述可以栎属植物,“橡”、“槲”、“栎”、“柞”这四个字,全部都是指栎属植物,它们所结的坚果,通称为“橡实”。 橡实。图片:Darkone / wikimedia 橡树所在的壳斗科(Fagaceae)大家族,约有10属1000种,广布于北半球温带和热带地区,其中栎属(Quercus)是最大的属,有400多种,主产欧亚大陆和北美的温带地区,栎属的模式种就是今天要讲的主角——夏栎(Quercus robur),它是林奈老爷子在1753年出版的《植物种志》里发表的,也是欧洲最为广布和常见的一种栎树。 英国野生的夏栎植株。图片:ArtemisiaLiu 为什么小松鼠会偏爱橡实呢?当然是因为它们可以吃。虽然从人类的感官上来讲,栎属并不如同科的栗属(Castanea)、锥属(Castanopsis)果实好吃。在以前饥荒年间,橡实被人们采收回来,磨成橡子面供食用,但由于橡子面有涩味,且不易消化,吃多了不舒服,所以现在基本上没人会把橡实当作食物,而栗属的果实(通称“板栗”)才是人们的最爱。 栗属的果实。图片:Fir0002 / wikimedia 不过对于野生动物来说(尤其是北温带地区),这些橡实可是重要的口粮,很多鸟类和哺乳类都靠它们度过严寒的冬天。在秋季成熟后,就如同《冰河世纪》的情节那样,松鸦、松鼠等动物会把橡实收集起来,埋到土里、藏到洞里或是其他很多地方,在冬季吃掉一部分,而另一部分则被它们遗忘,如果橡实被遗忘在某些合适位置,比如水分、土壤较好的地方(据观测,通常松鸦埋的地方比较好),就会在来年春天萌发成幼苗,进而在这里扎根生长,以后成为大树。 取食夏栎的松鸦。图片:hedera.baltica / flickr 在欧洲的温带阔叶森林中,占据主导地位的夏栎提供大量果实给动物吃,也同时借助动物的力量散布自己的后代,双方是互惠互利的关系。 不过,夏栎的种子只有一年寿命,如果在来年春天没有遇到合适的萌发条件,就会死去,夏栎所在的壳斗科,基本上都是这样的种子(称为“顽拗性种子”),所以它们没法像种子库(如挪威的“世界末日种子库”,中国科学院昆明植物研究所的“西南野生生物种质资源库”)那样贮存起来作为备用资源,要想它们在这个世界上存在下去,只能让它们活在自然界中。 夏栎的果实。图片:ArtemisiaLiu 后来者居上 夏栎的属名“Quercus”在拉丁文里就是“栎树”的意思,种加词“robur”则是指坚硬的木材,而这样的木材常常来自栎属植物,因此林奈用这个词来描述这种欧洲最为广布的栎树,它西起爱尔兰和英国,东到高加索地区和土耳其,北至挪威和瑞典,南达地中海沿岸,是欧洲温带阔叶森林的重要成员,而且常常是建群种(建群种是生态学名词,意思就是优势种里的优势种)。 夏栎也是常见的用材树种。图片:Beentree / wikimedia 夏栎可以长到40米高,寿命也极长,可达1000年甚至更久,是森林里名副其实的王者之树。在欧洲很多地方都有夏栎的古树,比如丹麦有一棵被称为“栎树王”(King Oak)的,据树木年轮的测定,它的年龄在1450~1900岁之间,绝对是老寿星了。目前国内在新疆、陕西、北京、山东等省区有引种栽培,但一般都是小树,仅在新疆有高达20米的大树。 丹麦的一棵“栎树王”。图片:Acrr / wikimedia 由于寿命长,在生态群落的演替过程中,壳斗科植物往往是采用后来者居上的策略,夏栎也不例外。如果某个地区的原生森林被大量砍伐后,短期内会形成次生林。由于建群种夏栎大量倒下,可以留下广阔的竞争空间,果实带翅的桦树和种子带毛的杨树会随着风从别的地方飘过来,在这里扎根,它们长得快,短短十几年就可以形成密林,但是有个缺点——寿命短。 欧洲的阔叶林。图片:Andreas Rockstein / flickr 而残留下来的夏栎,以及周边山地的植株,也会年复一年产生种子,并由小动物们带过来,也在这里生长,夏栎的生长速度稍慢,但是它并不着急,而是一直在等待机会。等到桦树和杨树老去而倒掉的时候,就轮到夏栎变成霸主了。直到它们再长成参天大树,形成密林,恢复成这片森林原来的样子。这就是自然界的规律,因为栎属植物在整个北半球温带地区一直都是森林区的王者。在栎树成为优势后,桦树和杨树的数量就会相对减少,零星地夹杂在栎树之间,或者是长在栎林边缘。 夏栎会在桦树和杨树的夹击中缓慢发育。图片:Rickard Holgersson / flickr 一棵较为年轻的夏栎树干,从树皮上斑驳的地衣也能推断它已生长数十年的岁月了。图片:ArtemisiaLiu 夏栎还有一个同科的亲戚,叫欧洲水青冈(Fagus sylvatica),同样也在森林里占据一席之地,它的寿命也比较长,可以达到300年。这个森林乔木树种竞争的过程,是生态演替的一种类型,通常要经过数十年甚至上百年的时间。 欧洲水青冈的果枝。图片:ArtemisiaLiu 我们一般会在森林保护好的地方,如深山之中、自然保护区里,见到较纯的大片栎林。只要没有人类的强烈干扰,森林就会演变成它们本来该有的样子。 波罗叶和小杯盏 夏栎的叶片是倒卵形的,两面无毛,比较光滑,边缘有波状的浅裂片,中国国产的一些种类,如蒙古栎(Quercus mongolica)、枹栎(Q. serrata)、槲栎(Q. aliena)、槲树(Q. dentata)等,叶缘也是类似的形状,在民间被统称为“波罗叶”。 夏栎的果枝,示波状裂的叶片。图片:ArtemisiaLiu 国产的一些栎树种类(A. 蒙古栎;B. 枹栎;C. 槲栎;D. 槲树)。图片:ArtemisiaLiu 在春季,夏栎发出新叶,叶腋的位置会抽出许多长而下垂的雄花序,可以产生大量花粉,在风中散发;它的雌花序很小,在靠近枝端的位置,有很多幼小的苞片包裹,里面有1朵雌花,只把小小的柱头露出来,花粉如果飘到柱头上,就会被黏住,进而完成传粉和受精过程。 夏栎的雄花序。图片:ArtemisiaLiu 夏栎的雌花序(箭头所指的红色结构)。图片:ArtemisiaLiu 授粉之后,雌蕊的子房部分在整个夏季安全生长,发育为果实。不过在相当长的时间里,果实都是藏在苞片里面的,那些苞片伴随着果实也越长越大,始终包围着果实,保护它不受外力侵害,这些苞片组成的结构就称为“壳斗”,壳斗科的名字就是这么来的。到秋天果实长到一定个头时,才会从苞片中伸出来,露出大半截身子。 夏栎的果实成长过程,从幼时大部分被壳斗包裹到成熟时大部分露出壳斗之外。图片:ArtemisiaLiu 夏栎的果实常常2~3个长在一起,悬垂在长长的果序梗上,秋天成熟时,枝条上挂满沉甸甸的果实,等待动物们前来取食,同时也帮它散播后代。 成熟落地。图片:Andreas Rockstein / flickr 树大,可不止招风 在自然状态下,夏栎和它的兄弟们是森林中的王者,个体数量多,所以一些专营寄生生活的植物常会选择它们作为寄主,如桑寄生类、槲寄生类。 “槲寄生”就是因为常常寄生在栎类树种上而得名的,它的根部伸入到寄主枝条内部,吸收水分和养料,结出的果实色彩鲜艳,容易被鸟类采食,等鸟儿排便时,由于果肉黏性太大,种子会黏在屁股上,鸟儿就会找一棵树的枝条去蹭掉种子,种子又转而黏在枝条上,就在枝条上萌发,根扎入寄主枝条内部,进而形成新的植株。 白果槲寄生的果实。图片:ArtemisiaLiu 在欧洲最为常见的种类就是白果槲寄生(Viscum album),无论是森林中还是公园里,都比较容易见到它的身影,当然槲寄生可是不挑食的,除了栎属植物,其他的乔木树种,如杨树、柳树、榆树、桦树,也同样能够寄生,关键就看鸟儿把种子蹭到了什么树上。 寄生在树上的白果槲寄生。图片:ArtemisiaLiu 在欧洲,夏栎是森林生态系统中的关键成员,除了大型动物依靠栎林生活之外,还有数百种昆虫与夏栎有直接或间接的关系,或取食它的叶子,或寄生在它的果实里,栎树建群的原始林下,也是各种灌木和草本植物的乐园,它们共同构成了多样性丰富的温带阔叶森林。 让我们捧起这颗坚果,向栎树致敬!
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