什么是树？

了解你的表兄弟

树木利用自立式多年生木质茎，学会了如何长得很高。像地球上的所有生命一样，树木也起源于古细菌，这些古细菌很早就开始调节地球上的环境，主要有创造性的光合作用者和清除甲烷生产者。大约30亿年前，这些早期的单细胞生物体进化为新型活动消费者，其中一些与别的单细胞有机体相结合，互利共生。从这以后，一连串共生关系给地球带来形形色色的原生生物。这些原生生物按照其特点，分流形成三个多细胞王国：真菌界、动物界和植物界(如右图所示，林恩 马古利斯绘制)。

及时株维管植物出现在400MYA(百万年前)的志留纪，这种植物开始产生氧气释放到大气中。到石炭纪(约330MYA)，二氧化碳含量稀缺，树蕨进化出了可以呼吸的叶子。接下来出场的是高耸的裸子植物——晚二叠世(250MYA)出现的银杏和侏罗纪(150MYA)的参天松柏。最终，以阔叶树形式存在的被子植物或开花植物(如木兰)在约75MYA取代了针叶树。

树木的特别之处在于，形成木质素作为次细胞壁(约占木材干重的30%)，同时与所有植物一样，产生大量的纤维素(地球上最常见的有机化合物)以及单宁。

我们人类的DNA约有50%与树木相匹配——下次坐在老橡树下好好想想这件事哦！

光是生命之源

糖的甜蜜艺术

光是生命之源。光合作用中，树木和其它植物将水(H2O)和二氧化碳(CO2)转化为糖和氧气，光为这个过程所需的生化反应提供能量。

在植物的叶子中，叶绿体吸收红色和蓝色光子中的光能量，从类囊体膜上的水分子中分离出质子与电子。在一系列反应中，能量转化为三磷酸腺苷(ATP)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，并释放出氧气这一副产品。接着，从CO2中释放出的碳被固定在小结构的糖中，如葡萄糖和果糖，并进一步形成更大结构的糖类，如纤维素、木质素，或以能量形式储存在根、块茎和种子内的淀粉中。

夜间，树木利用白天获取的能量，产生大量的植物化学物质。在根部可溶性氮的帮助下，树木将小结构的糖转化为氨基酸，用于生成药用生物碱或有毒生物碱、相关酚类物质(如香草酸、水杨酸盐、香脂)，以及像涩味单宁和木质素这样的聚合物。植物也能够将糖类分解成脂质，形成种子储备能量的可食用油、防护皂、芳香精油(如薄荷醇、柠檬烯、樟脑)，以及树脂(如没药)和乳胶(如橡胶)。

生命需要植物

了解食物链

只有极少数的微生物从深海热泉中获取能量，除此之外，地球上的所有生命都直接或间接地依赖太阳能。植物和自养生物位于食物链的底端，它们将二氧化碳和水转化为有机物，例如葡萄糖，以储存太阳能。树木是较大的植物。在自养生物之上是消费者或异养生物，它们从自养生物或者其它异养生物中摄取能量。因此，科学家往往按营养级水平划分食物链(如下图和右上方所示)。有些消费者又是分解者，例如细菌和真菌，它们与死亡动植物发生化学反应获取能量，在此之前，腐生生物如蜗牛或秃鹰，可能已咀嚼过这些死亡生物。

在所有的微生物、动物和植物的细胞内，都有好像微型电池的线粒体，它们维持生命的重要活动，如发生呼吸作用，呼出水分和二氧化碳(与光合作用相反)，产生ATP(三磷酸腺苷)。ATP是细胞内使用的化学能，人体每天都会将其自身的一部分转化为ATP。任一系统的净生产率都等于其总生产率减去呼吸损耗(右下图以树叶为例，卢瑟福绘制)。除了在光合作用和呼吸作用中的碳循环以外，其它基本的生物地球化学循环还涉及水、氮、硫(在蛋白质和酶中)、磷(DNA中)以及其它微量矿物质。

树的种类有多少？

爱好摘星揽月

你可能会认为，树仅仅存在于一或两个“树状植物”科中，但是事实并非如此。右图显示了所有植物中的树木家族，圆点表示该类植物中的代表性树木。显而易见，树木存在于大多数植物科目中——趋同进化的证据，表明树这一“物种”很适宜生存。

科学家估计，现约有60,000种不同种类的开花乔木，占所有300,000种开花植物(被子植物)的五分之一。在曾经统治地球的更古老植物中，大约有800种树形蕨类植物存活下来，而这其中，并没有古生代100ft的巨型楔叶类植物，裸子植物中存活下来的，也只有130种掌叶状苏铁类裸子植物，硕果仅存的银杏树种，以及630种针叶树(见第54-55页)。

针叶树中有地球上较高的植物——海岸红杉，它能长到380英尺高。海岸红杉是仅存的两种红杉之一，尽管很久以前它们曾统治地球，但现在已基本灭绝。直到一个冰河时代宣告结束，也就是约10,000年前，松树、桦树和其它落叶乔木才迁徙至北纬地区。