“一沙一世界”是英国诗人布莱克《天真的预言》中为人传颂的诗句。而美国亚利桑那州大学(UA)生态学和进化生物学系的app家，在实际研究中提出并验证了“一树一森林”的观点，它指的是：通过一棵树就可以揭示整个森林的“秘密”。
具体而言，研究发现跨物种的树木尽管在外观上存在差异，但有着非常相似的架构，由此一棵树便可以揭示整个森林的状况，特别是通过一棵树大致可测出整个森林与大气交换了多少二氧化碳。该研究结果发表在最新一期的《生态学快报》上。
分枝架构蕴含玄机
据物理学家组织网近日报道，亚利桑那州大学生态学和进化生物学系研究人员发现，无论树的种类、形状如何，只要看一下它的分枝格局，app家就可以收集到关于它与周围环境关系的信息，比如其与大气交换了多少二氧化碳，或者通过叶子的蒸发失去了多少水分。
该研究对app家用于评估树木如何影响全球生态系统的模式具有重要的启示，可使app家改进用于评估和预测整个森林的模型。
研究带头人Lisa Bentley表示，这是第一个以实证检验了1998年由UA生态学教授布赖恩-恩基斯特帮助发展起来的预测。他的理论认为，通过分析树的分枝结构，特别是其宽度和长度，可以预测出其与环境有关的整体大小、独立物种之间交换了多少碳和水分。
研究发现，所有树种有非常相似的分枝格局，不管其在外观上有何差异。例如，即使矮松看起来非常不同于枫树，也有类似的生态、生物和物理的原则，导致了这些物种进化过程中类似的分枝架构。
测试验证了预测
在实际研究中，本特利带领其团队测试了以上预测，对象为5种不同的树种：枫树、橡树、轻木、黄松和矮松。经研究发现该理论是正确的，因为它允许基于树木的大小预测树的功能，并且这个理论的原则适用于跨品种，尽管它们在外观上存在差异。
研究人员还在森林地区收集了9个试样，作为用于研究目的的预留。由本科和研究生组成的研究团队解剖树木到最后的枝杈，计数枝杈的数目、分支点或节点，并且测量了每个分支的长度和直径。
本特利说：“树木的大小和分枝的形状之间有一定的关系。它们在比例内成长。例如，一棵松树具有一般的圆锥内圈形状，而橡树看起来更像一个倒置的锥体。在你认为树木有许多不同的形状时，相当令人惊讶的是，你会发现这些不同外形的树木之间具有相关性。”
证实达芬奇的想法
有趣的是，这项工作还证实了文艺复兴时期博才多学的莱昂纳多?达芬奇曾提出的一个想法――“如果想像将所有树最外侧的分枝放入一个圆筒内，那么该圆筒就是树干的大小”。根据达芬奇的规则，大树主干的横截面积等于分枝树干的横截面积之和。而实验表明，实际树木的分枝模式比理论预测的更加多样化和复杂化。
本特利说：“这个理论假设的分枝模式基于碎形，即相同完美对称的、重复一遍又一遍的“Y”分枝格局，但树木不像这个样子。如果仔细观察属于同一物种而高度相同的两棵树，会看到更多的变化：一个分枝跳转两次，但其“姊妹”可能会分枝三次或四次。”
“当经验理论被测试后，我们得出的结论是，一般来说，该理论是行之有效的，但在某些方面需要进行修改，包括非对称的分枝，以纳入更多物种之间的变化。”本特利说。
这个理论可以应用于一定规模植物的功能，如光合作用的数量、失水量和呼吸量。本特利解释道：“如果你想知道整个森林有多少碳排放，我们的研究可支持这个想法，你只要观察几棵树的性能，其中分别代表最小和最大的量，便可大致弄清楚了。”（来源：明升中国手机版网 华凌）
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