令人闻风丧胆的恐怖山火,它们却求之不得,甚至让人故意放火?
还记得6年前澳大利亚的那场山火吗?
提起这场灾难,许多人的脑海中会跳出一个身影:一只在火海中茫然无措的考拉。
火海中的考拉|网络
那场名为“黑色夏季”的火灾,燃烧了足足7个月,被视为“现代史上最严重的野生动物灾难之一”。
尽管人们避之不及,山火对澳大利亚而言也实在称不上稀客。其实,世界上的许多地方皆是如此。
而在那一片片火海中,却有一些生物正欣喜若狂,它们之中甚至还藏着“纵火教唆犯”。
让我们先把目光停留在澳大利亚。
这里生长着名为斑克木(Banksia)的植物,它的花朵十分奇特,长得像一座塔,因此又名佛塔树。这种花还有个更加形象的比喻:杯刷。
斑克木的花朵 | 参考资料[3]
但要和斑克木的果实相比,杯刷似的花朵还是不够神奇。
它的果实像木头一般,十分坚硬,外形宛如松果(当然,它并非松果,斑克木可不是裸子植物),这种特殊的果实类型被称为蓇葖果。
班克木的蓇葖果 | 参考资料[4]
如此奇特的结构和材质,使斑克木的蓇葖果在一般情况下都无法开壳,腐烂就更难了。可种子就藏在果实里,露不出来,不就无法播种了吗?
别担心,斑克木的果实设置了它的开锁密码——用高温烘烤。在高温或完全干燥的情况下,蓇葖果便会敞开心扉,露出种子。
假设你养了一株斑克木,那你当然可以把它的果实放在烤箱里烘烤,人工取出种子;可是在大自然里,并没有野人给野生斑克木烘烤果实。
那怎么办呢?没错,它们要借助野火的力量繁衍生息。
大火之后,果实暴露出种子,种子洒落于土地,斑克木于是获得新生。这就意味着,蓇葖果要具备足够耐高温的能力。
根据野外实测,单枚斑克木蓇葖果最长受热时间为60-120秒。科学家选用180秒的灼烧模拟极端高强度野火,对三种斑克木的蓇葖果进行测试。
在灼烧过程中,即便果实表面温度普遍超过500–600℃,其内部的种子最高温仅为70–100℃,说明蓇葖果均可高效隔热。
三种班克木蓇葖果表面温度和种子温度的关系 | 参考资料[4]
此外,斑克木种子脱离果实后仍可耐受高温。可以说,斑克木是做好了十足的准备去面对大火——或者说,期待大火。
同样青睐火苗的,还有在太平洋彼岸遥望的好姐妹——塔咖提柏木(Tecate Cypress)。
塔咖提柏木仅分布于美国加利福尼亚州的南部附近。它是一种闭球果针叶树,其球果的鳞片紧密闭合,同样只有经历大火才会将种子释放出来。
左图为塔咖提柏木球果的闭合状态,右图上部为大火烧焦后的开裂状态 | 参考资料[5]
这种特性让塔咖提柏木巧妙地把繁殖时机锁定在火灾过后,但这一生存策略也存在短板:只有当两次火灾的间隔期足够长,这套机制才能良好运转。倘若在下一批种子储备尚未形成时,火灾再度来袭,种群就很难恢复。
科学家将塔咖提柏木的这种风险称为“未成熟风险”。
而在北美洲,说到植物与火,就不得不提起一个巨物家族——巨杉(Giant Sequoia)。它们树干通直,整体呈红棕色,又粗又高。巨杉家族中有一个光宗耀祖的存在,即谢尔曼将军树,它是当今现存体积最大的树。
巨杉不仅高度令人叹为观止,寿命也同样惊人——如今屹立在地球上的一些巨杉,早在三千年前就已是开启茁壮成长模式的幼苗了。
谢尔曼将军树 | 参考资料[11]
巨杉对火的感情,完全可以用依赖来形容。
19世纪末至20世纪末的一百年间,受各方面影响,许多巨杉林几乎不再发生火灾。然而,从前数量保持稳定甚至有所增长的巨杉种群,却在火灾减少的20世纪出现大规模的更新失败。
为什么会这样?原来,巨杉家族能够蓬勃发展,就是依靠着强度合适的火灾。
和塔咖提柏木类似,巨杉球果结构紧实,遭遇野火之后便会立即开裂;同时,火灾可以烧毁上层树冠,形成开阔空间,给幼苗提供充足光照,使其顺利生长。
而且,长期缺少周期性火灾还会带来另一后果:森林可燃物不断堆积。灌木变得茂密,枯枝落叶层层累积,更容易发生巨杉难以承受的高强度野火。
于是,当人们认识到适度的火对巨杉的作用后,便自然而然地接受了巨杉的“教唆”,决定要有计划地“放火”。
这种“纵火”行为又被称为计划烧火(prescribed fire),是非专业人士绝对不可以效仿的,要由具备资质的工作人员在条件适宜时点燃受控的火。
一项研究发现,经过计划烧火的林区内,巨杉在极端野火中的存活概率提升至原来的将近4倍。这说明,计划烧火确确实实能够降低巨杉死亡率。
工作人员在一片巨杉林中实施了计划烧火 | 参考资料[7]
到这里,你有没有发现这三种植物的共同点?
不难总结,上述植物的果实或球果均长期处于闭合状态,只在特殊刺激(高温)下才会触发开裂、释放种子。
这种特性有一个名字,叫做延迟开放(serotiny)。
在北半球,仅柏科、松科的裸子植物演化出具有延迟开放性的球果;在南半球,裸子、被子植物(如山龙眼科、桃金娘科等)都可以演化出延迟开放结构。
不过,塔咖提柏木并非个例。延迟开放这一生存策略固然在火灾中有着很大的优势,但同时,“未成熟风险”的诅咒也将始终伴随延迟开放大家族。
还有一个共同点,就是上述植物都生长在地中海气候区及其附近。
在地球上,许多地方都存在着易火植被。但是,不同于其他地区,雨热不同期的显著特点使地中海气候区的火灾季节比较容易被预测,这种稳定的扰动促进着植物对火的适应。周期性野火成为多数地中海气候区通用的演化筛选压力。
而这,似乎可以解释它们为何具有延迟开放这一特性。
地中海气候区分布图 | 参考资料[10]
值得一提的是,延迟开放只是植物为了积极应对火灾而采取的精彩谋略之一。
除此之外,还有一些植物选择把种子长期埋在土里,利用火灾中的高温或烟刺激种子萌发;也有些植物让自己在火灾后大量开花,从而适应火灾……
在大火之中,为了生存,那些伟大的绿色生命从未停止过自己的进化。此时此刻,山火仍在地球的某处大肆燃烧。它掠走了生命,也带来了生机。
参考资料
[1]https://abcnews.com/International/koalas-australian-culture-amid-fires-devastating-population/story?id=68195336
[2]https://cpbr.gov.au/banksia/index.html
[3]https://anpsa.org.au/gd_stories/beautiful-banksias-for-your-east-coast-garden/
[4]https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2019.00283/full
[5]https://www.usgs.gov/news/12-days-conifers-goldilocks-cones-tecate-cypress
[6]https://www.britannica.com/plant/giant-sequoia
[7]https://science.nasa.gov/blogs/science-news/2026/07/20/nasa-funded-study-shows-how-controlled-burns-help-sequoias-survive-wildfires/
[8]https://www.nps.gov/seki/learn/nature/giant-sequoias-and-fire.htm
[9]https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-ecolsys-102320-095612#right-ref-B99
[10]https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2018.00851/full#h6
[11]https://www.nps.gov/seki/learn/nature/sherman.htm
本文来自微信公众号“把科学带回家”(ID:steamforkids),作者:笋,审校:韩晶晶 ,36氪经授权发布。















