高くそびえる木々は本当に「空に届く」のでしょうか?木はどれくらい高く育つのでしょうか？丨科学博物館

「古木はそびえ立つ」とも言われますが、木の寿命は思っているよりもずっと長いのです。山東省日照市莒県富来山風景区の丁林寺には、樹齢数千年のイチョウの木がある。今も生命力にあふれ、「世界一のイチョウ」との評判を博しています。

千年銀杏の木。

画像出典: Tuchong Creative

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木は芽が出た瞬間から成長し始めます。イチョウの木は寿命が長いですが、成長は非常に遅いです。しかし、木によっては、どんどん高く成長することが最終的な目標となっているものもあります。世界で最も高い木はアメリカのセコイアで、高さは116.07メートル、30階建て以上の高さに相当するとされています。まさに「雲の上にそびえ立つ」といえます。

ギネス世界記録に認定された最も高い生きている木

出典：ギネス世界記録公式サイト

木は枯れない限り、ほぼ毎日成長します。木はどれくらい高く成長しますか？特別な事情がない限り、無限に成長し、背が高くなっていくのでしょうか？

木はどのように成長するのでしょうか?

ほとんどの木の成長は、発芽、発育、成長、開花、結実という 4 つの段階を経ます。成長過程において、葉は継続的に太陽光を吸収し、光合成を行い、木に必要な栄養素を形成し、植物のさまざまな部分に継続的に輸送されます。また、樹木の根は土壌から水分や様々な栄養分を吸収し、さまざまな部分の成長を促します。

年々栄養分を合成することで細胞は何度も分裂し、木はどんどん高く成長し、幹はどんどん太くなります。ポプラのような木の幹は、外側から内側に向​​かって、樹皮、師管、形成層、道管、髄に分けられます。樹皮は木の幹の表面層で、木を保護し、害虫を防ぎます。

師管は繊維組織で構成されており、主に糖を根に輸送し、根の成長を促進する役割を果たします。形成層は比較的薄いですが、幹の成長部分です。木の他の部分の細胞は形成層から生成されます。その役割が非常に重要であることがわかります。木部には導管組織があり、根からさまざまな部分に水を輸送して、木が栄養素を形成するのを助けます。

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内部要因が樹木の成長を制限する

木の形は、その遺伝子と生息する環境によって決まります。木には背の高いものもあれば、低いものもあり、成長が速いものもあれば、ゆっくり成長するものもあります。遺伝子に「背が高い」というラベルがなければ、どんなに環境が良くても、いつまでも成長することはありません。しかし、遺伝子がすべてを決定するわけではありません。樹木の成長には外部環境の影響が依然として重要です。

外部要因も木のパフォーマンスに影響を与えます。

永遠に成長しているように見える木も、実際には無限に高くなることはできません。その主な理由は地球の重力の存在です。ご存知のとおり、植物の成長は主に葉の表面にある気孔から水分を蒸発させてエネルギーを生み出し、それが地下茎の管を通して枝や葉に水を運び、光合成と相まって成長に必要な栄養素を自らに供給することで成り立っています。

ダクト輸送の方向は重力の方向と正反対です。水を各枝葉にスムーズに運ぶためには、重力や管路自体の摩擦といった障害を乗り越える必要があります。これらの力が組み合わさって、高い木のてっぺんまで水を運ぶことが難しくなります。

樹木の上部の組織内の水分張力を測定することで、樹木の成長限界を決定することができます。雑誌「サイエンス＆カルチャー」（2005年）の「なぜ木は無限に成長できないのか」という記事では、アリゾナ州立大学のジョージ・コッホ博士が、高さ100メートルの木のてっぺんに極度の水分不足状態の葉を発見したことがある、と紹介されています。地元の土壌には水分が豊富にありますが、根から木のてっぺんまで水が届くまでには最大 24 日かかります。

この研究を通じて、科学者たちは地球上の木の最大の高さは122〜130メートルであると結論付けました。これを超える高さになると、水が樹頂部まで到達することが極めて困難となり、樹頂部での光合成が正常に進行できなくなります。

アメリカのセコイア国立公園の巨大な森

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「森の中で目立つ木は風に枯れる」や「高い木は風を呼び寄せる」などの諺も、木が無限に成長できないのも自然淘汰の結果であることを示しています。沿岸地域では、台風が来る前に必ず都市緑化課が街路樹の剪定という特別な作業を行います。木を剪定すると、風に対する耐性が向上するだけでなく、枝が折れたり倒れたりする可能性も減ります。

自然界では、木が大きくなればなるほど、強風、大雨、雷などの自然災害の影響を受けやすくなります。また、日光、酸素、水、栄養素、温度の供給不足によっても影響を受ける可能性があります。そのため、木が進化し続けると、その高さは徐々に制限されます。無限に成長できないのも自然選択の結果です。

現実世界で、あなたが今まで見た中で最も高い木は何ですか?皆さんもぜひコメント欄で体験談を共有して、一緒に活力の魔法を感じてくださいね〜

クリエイティブチーム: 中国科学技術館ニューメディアチーム

レビュー専門家：植物学博士、有名なポピュラーサイエンスライターのShi Jun氏