被閃電擊中實際上可能有助於部分樹木茁壯成長
有些樹木不僅能抵禦雷擊,還能靠著雷擊茁壯成長。研究巴拿馬熱帶森林的科學家發現,香豆樹常常因遭受雷擊而受益,而雷擊會毀掉它們的鄰居。這些堅韌不拔的巨樹擺脫了有害的寄生藤蔓,獲得了光照,甚至在遭受雷擊後提高了繁殖成功率。隨著氣候變遷導致雷擊越來越常見,這些樹木可能擁有更光明的未來。

技術員Cesar Gutierrez 爬上一座塔,探測並定位研究區域內的雷擊。偵測完成後,無人機和地面團隊監控雷擊的影響。圖片來源:Evan Gora / 卡里生態系研究所
被數百萬伏特的電擊聽起來可能致命,但對某些樹木來說,這卻出奇地有益。 《新植物學家》雜誌今天(3 月26 日)發表的一項新研究發現,某些熱帶樹種不僅能承受雷擊,而且實際上可能從中獲益。事實上,研究人員認為這些樹木可能經過特殊改造以吸引閃電,幾乎就像天然避雷針一樣。
這項研究由卡里生態系統研究所的森林生態學家 Evan Gora 領導,他研究閃電如何影響巴拿馬熱帶森林的生物多樣性和碳儲量。
全球每年有數億棵樹被雷擊致死。但2015 年,在巴拿馬進行實地考察時,戈拉和他的同事發現了一件不同尋常的事:一棵香豆樹在雷擊中倖存下來,只受到很小的傷害,儘管雷擊的威力足以將寄生藤從樹冠上吹掉,並殺死十幾棵樹。
「看到樹木被雷擊中卻安然無恙,真是太令人震驚了,」戈拉回憶道。隨著時間的推移,團隊發現其他被擊中後仍然茁壯成長的香豆樹,因此他們決定仔細觀察。
這段帶有解說的影片記錄了2019 年巴拿馬熱帶森林中一棵被雷擊中的香豆樹的反應。影片展示了這棵樹及其鄰居在被雷擊後約4 週的狀況,然後在近2 年後再次顯示雷擊殺死了這棵樹的競爭對手和樹冠上的藤本植物(即木質藤蔓)。這段影片中捕捉到的整體趨勢在所有被直接擊中的香豆樹中都得到了一致觀察——樹木的可觀察到的損害很小,但雷擊殺死了爭奪光照和其他資源的鄰近樹木和藤本植物。在一篇相關論文中,我們表明耐雷樹種通常表現出這些模式,而這些雷擊的累積效應促進了該物種絕大多數種子的生產(即繁殖力)。
科學家先前曾懷疑有些樹木進化出了耐受閃電的能力,但缺乏證據支持這一觀點。 2022 年,戈拉和同事首次證明了樹木在遭受閃電擊中時生存能力的差異。他們週三發表的新論文首次表明樹木可以從這些電擊中受益。
研究團隊使用獨特的閃電定位系統,追蹤了巴拿馬中部巴羅科羅拉多州自然保護區內93 棵遭雷擊的樹木的結果。在雷擊發生後的兩到六年內,研究團隊測量了樹木的存活率、樹冠和樹幹狀況、寄生藤蔓或藤本植物的數量以及鄰近樹木的死亡率。這項研究包括九棵直接遭雷擊的Dipteryx oleifera(香豆樹),並將它們與其他84 棵遭雷擊的樹木進行了比較。

香豆樹又稱eboe、choibá、tonka bean 或almendro,原產於宏都拉斯、尼加拉瓜、哥斯大黎加、巴拿馬、哥倫比亞和厄瓜多。其硬木可用於建築,並可產出杏仁味的種子,可食用並在當地市場上出售。香豆樹是巴拿馬森林的關鍵樹種,果實和種子是旱季雨林哺乳動物(如刺豚鼠)的重要食物來源。圖片來源:Evan Gora / 卡里生態系研究所
所有九棵香豆樹都經歷了直接雷擊,只受到了輕微損壞。相較之下,其他樹種的直接雷擊樹木則受到了嚴重損壞,樹冠上的葉子掉落量是其他樹種的5.7 倍,64% 的樹木在兩年內死亡。
每棵寄生藤被擊中時,平均有9.2 棵相鄰的樹木被擊斃,因為電流在相鄰的藤蔓和接觸的樹枝之間流動,或跳過樹木之間的小間隙。雷擊也使寄生藤蔓的侵擾減少了78%,使樹木擺脫了這些寄生藤蔓對光照和養分供應的壓力。

2019 年剛被雷擊中的Dipteryx oleifera 樹(左)與兩年後(右)的對比。這棵樹在雷擊中倖存下來,只受到很小的傷害,而且由於寄生藤蔓和競爭鄰居被雷擊中而受益匪淺。圖片來源:Evan Gora / 卡里生態系研究所
這些模式也適用於更廣泛的人群。研究團隊發現,香豆樹的藤本植物往往較少。透過分析過去40 年樹木死亡的趨勢,研究人員發現,樹木附近的樹木死亡的可能性比森林中其他樹木高出48%,這可能是由於閃電造成的。
戈拉和同事利用無人機創建了樹冠高度的3D 模型,結果顯示雙翅目樹木往往比其最近的鄰居高出約4 米,這可能是因為閃電殺死了其較高的鄰居,從而使它們在競爭光照和空間方面具有優勢。
「這些數據首次證明,有些樹木從被雷擊中中受益,」作者寫道。或者,正如戈拉所說,“對一棵香豆樹來說,被雷擊中總比沒被雷擊中要好。”
由於這些優點,香豆樹可能特別適合吸引閃電。根據研究小組的計算,香豆樹因其獨特的高度和異常寬闊的樹冠,與其他具有平均高度和樹冠的樹木相比,其觸電的可能性可能高達68%。
據估計,每56 年,單株香豆樹平均會直接遭受一次雷擊。由於這些樹木可以存活數百年甚至超過一千年,因此它們一生中預計會多次倖免於雷擊。在這項研究中,其中一株Dipteryx 樹在短短五年內被擊中兩次。
香豆樹木具有出色的抗雷擊能力,並且由於藤本植物和競爭對手的移除而受益,因此比其他樹木具有很大的優勢。根據科學家的計算,抗雷擊能力使該物種的繁殖能力提高了14 倍。
接下來,團隊的目標是研究這些樹木的哪些電氣或結構特性能夠抵禦雷擊。他們還想探索其他物種是否表現出抗雷擊能力,以便更好地了解這種現像有多普遍。
顯然,閃電在樹木競爭中發揮的作用尚未得到充分重視。由於氣候變化,許多地區的閃電數量不斷增加,其影響力可能會增強,可能對耐閃電的物種有利。了解閃電及其在塑造森林方面的作用,可能對預測生物多樣性和碳儲存的變化以及為熱帶重新造林工作提供資訊至關重要。
編譯自/ ScitechDaily