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セイヨウトネリコ(Fraxinus excelsior)、落葉広葉樹(被子植物
ヨーロッパカラマツ(Larix decidua)、これも落葉性の針葉樹

植物学では細長いまたは幹を持つ多年生植物であり、通常は枝や葉を支えます。使用法によっては、樹木の定義が狭くなる場合があります。これには、二次成長を伴う木本植物、材木として使用できる植物、または指定された高さを超える植物のみが含まれます。より広い定義では、背の高いヤシ木生シダバナナも木です。樹木は分類学的グループではありませんが、独立して進化したさまざまな植物種が含まれています日光を奪い合うために他の植物の上にそびえ立つ方法としての幹と枝。樹種の大部分は被子植物または広葉樹です。残りの多くは裸子植物または針葉樹です。樹木は寿命が長く、樹齢数千年に達するものもあります。木は3億7000万年前から存在しています。世界には約3兆本の成熟した樹木があると推定されています。[1]

木は通常、幹によって地面から離れて支えられている多くの二次枝を持っています。この幹には通常、強度を高めるための木質組織と、木のある部分から別の部分に材料を運ぶための維管束組織が含まれています。ほとんどの木では、保護バリアとして機能する樹皮の層に囲まれています。地下では、が枝分かれして広く広がっています。それらは木を固定し、土壌から水分と栄養分を抽出するのに役立ちます。地上では、枝は小さな枝と芽に分かれます。芽は通常、葉をつけます。葉は光エネルギーを取り込み、光合成によって糖に変換し、木の成長と発達のための食物を提供します。

木は通常、種子を使用して繁殖します。花や果物が存在する場合もありますが、針葉樹などの一部の木には、代わりに花粉コーンとシードコーンがあります。ヤシ、バナナ、竹も種子を生成しますが、木生シダは代わりに 胞子を生成します。

樹木は侵食を減らし、気候を緩和する上で重要な役割を果たします。彼らは大気から二酸化炭素を取り除き、組織に大量の炭素を貯蔵します。木や森は、多くの種類の動植物の生息地を提供します。熱帯雨林は、世界で最も生物多様性の高い生息地の1つです。木は日陰と避難所を提供します、建設用の木材、調理および暖房用の燃料、食品用の果物、およびその他の多くの用途があります。世界の一部では、農業に利用できる土地の量を増やすために樹木が伐採されるにつれて、森林は縮小しています。その寿命と有用性のために、木は常に崇拝されており、さまざまな文化の神聖な森があり、世界の神話の多くで役割を果たしています。

意味

理想化された垂直断面と水平断面を示す真正双子類または針葉樹の二次成長の図。成長する季節ごとに新しい木の層が追加され、茎、既存の枝、根が厚くなります。

「木」は一般的な用語ですが、植物学的または一般的な言語で、木が何であるかについて広く認識されている正確な定義はありません。[2] [3]最も広い意味で、木は細長い茎または幹の一般的な形をした植物であり、地上からある程度の距離で光合成の葉または枝を支えます。[4]樹木も通常、高さによって定義され[5]、0.5〜10 m(1.6〜32.8フィート)の小さな植物は低木と呼ばれます[6]。したがって、樹木の最小の高さは大まかに定義されます。[5]パパイヤなどの大型草本植物バナナはこの広い意味で木です。[3] [7]

一般的に適用されるより狭い定義は、樹木が二次成長によって形成された木質の幹を持っていることです。つまり、成長する先端からの一次上向きの成長に加えて、幹は外側に成長することによって毎年太くなります[5] [8]このような定義では、ヤシ、バナナ、パパイヤなどの草本植物は、その高さ、成長形態、または茎の周囲に関係なく、樹木とは見なされません。特定の単子葉植物は、少し緩い定義の下で木と見なされる場合があります。[9]ジョシュアの木竹、ヤシには二次成長がなく、成長リングのある本物の木を生産することはありません[10] [11]それらは、一次成長によって形成された細胞を木化することによって「疑似木材」を生成する可能性があります。[12]ドラセナ属の樹種は、単子葉植物でもありますが、幹の分裂組織によって二次成長が起こりますが、双子葉植物に見られる肥厚分裂組織とは異なります。[13]

構造の定義とは別に、ツリーは一般的に使用によって定義されます。たとえば、材木を生産する植物として。[14]

概要

木の成長の習慣は、植物のさまざまなグループに見られる進化的 適応です。背が高くなることで、木は日光に対してよりよく競争することができます。[15]樹木は背が高く、寿命が長い傾向があり[16]、樹齢数千年に達するものもあります。[17]いくつかの木は、現在生きている最も古い生物の1つです。[18]樹木は、構造的な強度と耐久性を追加する特殊な細胞で構成される太い茎などの構造を変更し、他の多くの植物よりも高く成長し、葉を広げることができます。それらは、通常大きく成長し、単一の主茎を有するという点で、同様の成長形態を有する低木とは異なります。[6]しかし、樹木と低木には一貫した区別がなく[19] 、山や亜寒帯などの過酷な環境条件下では樹木が縮小する可能性があるため、さらに混乱を招きます。樹形は、同様の環境問題に対応して、無関係なクラスの植物で別々に進化しており、平行進化の典型的な例となっています。推定60,000〜100,000種で、世界中の木の数は、すべての生きている植物種の25パーセントになる可能性があります。[20] [21]これらの最大数は熱帯地域で育ちます。これらの地域の多くはまだ植物学者によって完全に調査されておらず、樹木の多様性と範囲はほとんど知られていません。[22]

バナナのような背の高い草本の 単子葉植物は二次成長を欠きますが、最も広い定義の下では木です。

樹種の大部分は被子植物または広葉樹です。残りの多くは裸子植物または針葉樹です。[23]これらには、針葉樹ソテツイチョウ門、およびグネツム類が含まれ、これらは果実に囲まれていないが、松ぼっくりなどの開いた構造で種子を生成し、多くは松葉などの丈夫なワックス状の葉を持っています。[24]ほとんどの被子植物の木は真正双子類、「真の双子葉植物」であり、種子に2つの子葉または種子の葉が含まれていることからこのように名付けられました。と呼ばれる顕花植物の古い系統の中にいくつかの木もあります基部被子植物または古オディコット; これらには、アンボレラマグノリアナツメグアボカドが含まれ[25]、竹、ヤシ、バナナなどの木は単子葉植物です。

木材は、ほとんどの種類の木の幹に構造的な強度を与えます。これは、植物が大きくなるにつれて植物を支えます。木の血管系は、水、栄養素、その他の化学物質を植物の周りに分配することを可能にし、それがなければ、木は彼らがするほど大きく成長することができません。比較的背の高い植物である木は、水が葉から蒸発するときに生じる吸引力によって、根から木部を通って茎に水を吸い上げる必要があります。十分な水が利用できない場合、葉は死にます。[26]木の3つの主要な部分には、根、茎、葉が含まれます。それらは、すべての生細胞を相互接続する血管系の不可欠な部分です。木や木を育てる他の植物では、維管束形成層木質の成長を生み出す維管束組織の拡張を可能にします。この成長は茎の表皮を破裂させるので、木本植物は師部の間に発達するコルク形成層も持っています。コルク形成層は、植物の表面を保護し、水分の損失を減らすために、肥厚したコルク細胞を生じさせます。木材の生産とコルクの生産はどちらも二次成長の一形態です。[27]

樹木は常緑樹であり、葉は一年中持続し、緑のままである[28]か、落葉樹であり、成長期の終わりに葉を落とし、その後、葉のない休眠期間を持ちます。[29]ほとんどの針葉樹は常緑樹ですが、カラマツ(LarixおよびPseudolarix)は落葉性で、毎年秋に針を落とし、一部の種のヒノキ(GlyptostrobusMetasequoiaTaxodium )は、クラドプトーシスとして知られるプロセスで毎年小さな葉の多い芽を落とします。[ 6]王冠は枝や葉を含む木の最上部であり[30]、樹冠によって形成される森林の最上層は林冠として知られています。[31]苗木は若い木です。[32]

多くの背の高いヤシは草本[33]単子葉植物です。これらは二次成長を起こさず、木材を生産することはありません。[10] [11]多くの背の高い手のひらでは、主茎の末端のつぼみだけが発達するため、大きならせん状に配置された葉を持つ枝分かれしていない幹があります。いくつかの木生シダ、Cyathealesは、20メートル(66フィート)まで成長する 背の高いまっすぐな幹を持っていますが、これらは木ではなく、垂直に成長し、多数の不定根で覆われている根茎で構成されています。[34]

分布

2015年の推定によると、世界の樹木の数は3.04兆本であり、そのうち1.39兆(46%)が熱帯または亜熱帯にあり、0.61兆(20%)が温帯にあり、0.74兆( 24%)針葉樹の 北方林で。推定値は以前の推定値の約8倍であり、400,000を超えるプロットで測定された樹木密度に基づいています。特にサンプルが主にヨーロッパと北アメリカからのものであるため、それは大きな誤差の影響を受け続けます。推定では、年間約150億本の木が伐採され、約50億本が植えられています。人間の農業が始まってから12、000年の間に、世界中の木の数は46%減少しました。[1] [35][36] [37]

クイーンズランド州デインツリー熱帯雨林や、ニュージーランドのウルバ島のポドカープ広葉樹の混合林などの適切な環境では、森林は、植物の遷移の終わりにある多かれ少なかれ安定した気候の極相群集であり、草地には背の高い植物が植民地化されており、それが最終的には森林の林冠を形成する樹木に取って代わられます。[38] [39]

涼しい温帯地域では、針葉樹が優勢になることがよくあります。北半球のはるか北に広く分布している極相群集は、湿ったタイガまたは北方の針葉樹林(北方林とも呼ばれます)です。[40] [41]タイガは世界最大の陸域バイオームであり、世界の森林被覆の29%を形成しています。[42]極北の長く寒い冬は植物の成長には不向きであり、気温が上昇して日が長い短い夏の季節には木が急速に成長しなければなりません。密集した覆いの下では光が非常に制限されており、菌類はたくさんあるかもしれませんが、林床には植物の生命がほとんどないかもしれません。[43]同様の森林地帯は、標高によって平均気温が低くなり、成長期の長さが短くなる山に見られます。[44]

温帯地域では、降雨が季節全体に比較的均等に分散している場所で、オーク、ブナ、バーチ、カエデなどの種に代表される温帯広葉樹林と混交林が見られます。[45]温帯林は南半球にも見られます。たとえば、東オーストラリア温帯樹林は、ユーカリ林とアカシアの広大な森林が特徴です。[46]

モンスーンまたはモンスーンのような気候の熱帯地域では、アマゾンの熱帯雨林のように一年の乾燥した部分が湿った時期と交互になり、広葉樹のさまざまな種が森林を支配し、それらのいくつかは落葉性です。[47]サバンナ気候が乾燥し、鬱蒼とした森林を支えるのに十分な降雨量がない熱帯地域では、林冠は閉じられておらず、草やスクラブで覆われた地面にたくさんの日光が届きます。アカシアバオバブは、そのような地域での生活によく適応しています。[48]

部品と機能

ルーツ

土壌侵食の結果として根の広がりが見える若いアカマツPinusresinosa )

木の根はそれを地面に固定し、水と栄養分を集めて木のすべての部分に移すのに役立ちます。それらはまた、生殖、防御、生存、エネルギー貯蔵および他の多くの目的に使用されます。幼根または胚の根は、発芽の過程で種子から出てくる実生の最初の部分です。これは、まっすぐ下に行く直に発展します。数週間以内に、側根はこれの側面から分岐し、土壌の上層を通って水平に成長します。ほとんどの木では、直根は最終的に枯れ、広範囲に広がる側面が残ります。細い根の先端近くには単細胞の根毛がありますこれらは土壌粒子と直接接触しており、溶液中の水やカリウムなどの栄養素を吸収する可能性があります。根は呼吸するために酸素を必要とし、マングローブやヌマスギTaxodium ascendens などの少数の種だけが恒久的に水浸しの土壌に住むことができます。[49]

土壌では、根は菌糸の菌糸に遭遇します。これらの多くは菌根として知られており、木の根と相利共生関係を形成します。菌根の仲間がいなければ繁栄しない単一の樹種に固有のものもあります。他の人はジェネラリストであり、多くの種と関係があります。木は菌類からリンなどのミネラルを獲得し、菌類は木から光合成の炭水化物生成物を獲得します。[50]菌糸の菌糸は異なる木をつなぐことができ、ネットワークが形成され、栄養素と信号をある場所から別の場所に移します。[51]真菌は根の成長を促進し、捕食者や病原体から木を保護するのに役立ちます。また、真菌が組織内に重金属を蓄積するため、汚染によって樹木に与えられる損傷を制限することもできます。[52]化石の証拠は、最初の維管束植物が乾燥した土地に植民地化した4億年前の古生代初期から、根が菌根菌と関連していることを示している。[53]

カポックの木のバットレスの根(Ceiba pentandra

ハンノキハンノキ属)などの樹木は、空気中の窒素を固定してアンモニアに変換する糸状菌であるフランキア属と共生関係にあります。それらは、細菌が住んでいる根に放線菌の根粒を持っていますこのプロセスにより、木は低窒素の生息地に住むことができます。[54]サイトカイニンと呼ばれる植物ホルモンは、菌根の結合に密接に関連するプロセスで、根粒の形成を開始します。[55]

いくつかの木はそれらの根系を介して相互接続され、コロニーを形成することが実証されています。相互接続は、植物組織の一種の自然な接ぎ木または溶接である接種プロセスによって行われます。このネットワークを実証するためのテストは、化学物質(放射性の場合もある)を樹木に注入し、隣接する樹木にその存在を確認することによって実行されます。[56]

根は、一般的に、木の地下部分ですが、いくつかの樹種は、空中の根を進化させました。気根の一般的な目的は、木の機械的安定性に寄与することと、空気から酸素を得ることの2種類です。機械的安定性の向上の例は、幹と枝からループして泥の中に垂直に下降する支柱の根を発達させる赤いマングローブです。[57]同様の構造がインドのバニヤンによって開発されています。[58]多くの大きな木にはバットレスの根がありますトランクの下部からフレアアウトします。これらは山かっこのように木を支え、安定性を提供し、強風時の揺れを減らします。それらは、土壌が貧弱で根が地表に近い熱帯雨林で特によく見られます。[59]

いくつかの樹種は、過剰な水分のために土壌で利用できないときに、酸素を得るために土壌から飛び出す根の伸長を発達させました。これらの根の伸長は呼吸根と呼ばれとりわけブラックマングローブやヌマスギに存在します。[57]

トランク

秋の北ブナ(Fagus sylvatica)の幹

幹の主な目的は、葉を地面から持ち上げて、木が他の植物を上回り、光を奪い合うことを可能にすることです。[60]また、水と栄養分を根から木の空中部分に輸送し、葉によって生成された食物を根を含む他のすべての部分に分配します。[61]

被子植物と裸子植物の場合、幹の最外層は樹皮であり、ほとんどがフェレム(コルク)の死んだ細胞で構成されています。[62]それは生きている内部組織に厚い防水カバーを提供します。それは要素、病気、動物の攻撃および火からトランクを保護します。それは、酸素が拡散する、目と呼ばれる多数の微細な呼吸孔によって穿孔されています。樹皮は、コルク形成層またはフェロゲンと呼ばれる細胞の生きた層によって継続的に置き換えられます。[62]ロンドンの飛行機プラタナス×アセリフォリア)は定期的に樹皮を大きなフレークに落とします。同様に、シルバーバーチの樹皮シラカンバ)は短冊状に剥がれます。木の周囲が拡大するにつれて、樹皮の新しい層は周囲が大きくなり、古い層は多くの種で亀裂を生じます。マツ種)などの一部の木では、樹皮が粘着性の樹脂をしみ出させて攻撃者を阻止しますが、ゴムの木パラゴムノキ)では、乳液にじみ出ます。キナノキの樹皮の木Cinchona officinalis)には、樹皮を口に合わないようにする苦い物質が含まれています。[61]シダ植物、ヤシ目木質の幹を持つ大きな木のような植物木生シダ、ヤシ、ソテツ、竹などのシカドフィタイネ目は、構造と外皮が異なります。[63]

27の年間成長リング、淡い辺材、暗い心材を示すイチイTaxus baccata )のセクション

樹皮は保護バリアとして機能しますが、それ自体がカブトムシなどの退屈な昆虫に襲われます。これらは隙間に卵を産み、幼虫はセルロース組織をかみ砕いてトンネルのギャラリーを残します。これにより、真菌の胞子がアドミタンスを獲得し、木を攻撃する可能性があります。オランダのニレ病は、さまざまな甲虫によって1つのニレの木から別のニレの木に運ばれる真菌(オフィオストマ種)によって引き起こされます。樹液を上向きに運ぶ木部組織と上の枝を遮断することによって、木は真菌の成長に反応し、最終的には木全体が栄養を奪われて死にます。1990年代の英国では、2500万本のニレの木がこの病気によって殺されました。[64]

樹皮の最内層は師部として知られており、これは光合成によって作られた糖を含む樹液の樹木の他の部分への輸送に関与しています。それは生きている細胞の柔らかい海綿状の層であり、そのいくつかは端から端まで配置されて管を形成します。これらは、パディングを提供し、組織を強化するための繊維を含む実質細胞によってサポートされています。[65]師部の内側には、維管束形成層と呼ばれる1細胞の厚さの未分化細胞の層があります。細胞は絶えず分裂しており、外側に師部細胞を作り、内側に木部として知られる木部細胞を作ります。[66]

新しく作成された木部は辺材です。それは、しばしば生きている水伝導細胞と関連する細胞で構成されており、通常は淡い色です。それは水とミネラルを根から木の上部に輸送します。形成層で新しい辺材が形成されると、辺材の最も古い内部が徐々に心材に変換されます。心材の導電性細胞は、いくつかの種でブロックされています。心材は通常、辺材よりも色が濃いです。それはそれに剛性を与えるトランクの密な中心コアです。木部の乾燥質量の4分の3は多糖類であるセルロースであり、残りの大部分は複雑なポリマーであるリグニンです。木の幹または水平のコアを通る横断面は、同心円または明るいまたは暗い木-年輪を示します。[67]これらのリングは年次成長リングです[68] [69]成長リングに対して直角に走る光線もあるかもしれません。これらは、木材に浸透する生体組織の薄いシートである維管束光線です。[67]多くの古い木は中空になるかもしれませんが、それでも何年も直立しているかもしれません。[70]

芽と成長

オークのつぼみ、葉、花、果実(Quercus robur
コロラドモミ(ヨーロッパモミのつぼみ、葉、生殖構造
女王サゴ( Cycas circinalisの形態、葉および生殖構造
休眠中のマグノリアのつぼみ

樹木は通常、一年を通して継続的に成長することはありませんが、ほとんどの場合、活発な拡大の噴出とそれに続く休息の期間があります。この成長パターンは気候条件に関連しています。成長は通常、条件が寒すぎるか乾燥しすぎると停止します。非活動期に備えて、樹木はを形成し、活発な成長のゾーンである分裂組織を保護します。休眠期間の前に、小枝の先端で生成された最後の数枚の葉は鱗状になります。これらは厚く、小さく、しっかりと包まれており、成長点を防水シースで囲んでいます。このつぼみの中には、初歩的な茎ときれいに折りたたまれたミニチュアの葉があり、次の成長期が来ると拡大する準備ができています。腋窩にも芽ができる新しいサイドシュートを生成する準備ができている葉の。ユーカリなどのいくつかの木には、保護鱗のない「裸の芽」があり、ローソンヒノキなどのいくつかの針葉樹には芽がありませんが、代わりに鱗のような葉の間に分裂組織の小さなポケットが隠されています。[71]

温暖な気候の到来や温帯地域の春に伴う長い日数など、成長条件が改善すると、成長が再び始まります。拡大するシュートはその道を押し出し、その過程でスケールを落とします。これらは小枝の表面に傷跡を残します。年間の成長はほんの数週間で起こるかもしれません。新しい茎は最初は結紮されておらず、緑色で綿毛のようになっている可能性があります。Arecaceae(ヤシ)は、枝分かれしていない幹に葉がらせん状に配置されています。[71]温帯気候の一部の樹種では、2回目の成長の急増で、昆虫の捕食者による初期の葉の喪失を補うための戦略であると考えられている収穫祭の成長が発生する可能性があります。[72]

一次成長は、茎と根の伸長です。二次成長は、表皮の外層が樹皮に変換され、形成層が新しい師部と木部細胞を作成するときに、組織の漸進的な肥厚と強化で構成されます。樹皮は弾力性がありません。[73]やがて木の成長は遅くなり、止まり、高くなりません。損傷が発生した場合、木はやがて中空になる可能性があります。[74]

葉っぱ

葉は光合成に特化した構造であり、互いに影を落とすことなく光への露出を最大化するように木の上に配置されています。[75]それらは樹木による重要な投資であり、とげがあるか、植物化石、リグニン、タンニンまたは毒を含んいる可能あります草食動物を思いとどまらせるために。樹木は、気候や捕食などの環境圧力に応じて、さまざまな形や大きさで葉を進化させてきました。それらは、幅広または針状、単純または複合、葉状または全体、滑らかまたは毛深い、繊細またはタフ、落葉性または常緑樹である可能性があります。針葉樹の針はコンパクトですが、構造的には広葉樹の針と似ています。それらは、資源が少ないか水が不足している環境での生活に適応しています。凍った地面は水の利用可能性を制限する可能性があり、針葉樹は広葉樹よりも標高が高く緯度が高い寒い場所でよく見られます。モミの木などの針葉樹では、枝が幹に対して斜めに垂れ下がっており、雪を降らせることができます。対照的に、温帯地域の広葉樹は、葉を落とすことによって冬の天候に対処します。葉緑素と、ブレードにすでに存在する赤と黄色の色素が明らかになります。[75]オーキシンと呼ばれる植物ホルモンの葉での合成も停止します。これにより、葉柄と小枝の接合部の細胞が弱まり、関節が壊れて葉が地面に浮きます。熱帯および亜熱帯地域では、多くの木が一年中葉を保ちます。個々の葉は断続的に落ちて新しい成長に置き換わることがありますが、ほとんどの葉はしばらくの間無傷のままです。他の熱帯種や乾燥地域の種は、乾季の初めなど、毎年すべての葉を落とす可能性があります。[76]新しい葉が現れる前に、多くの落葉樹が開花します。[77]いくつかの木は本物の葉を持っていませんが、代わりにフィロクラダス属に見られるようにフィロクラデス修正された茎構造[78])のような同様の外観を持つ構造を持っています[79]

再生

木は風または動物、主に昆虫によって受粉することができます。多くの被子植物の木は虫媒花です。風媒受粉は、地上の高い風速の増加を利用する場合があります。[80]樹木は、種子散布のさまざまな方法を使用します。いくつかは、翼のあるまたは羽毛のある種子で、風に依存しています。他の人は、例えば食用の果物で動物に依存しています。他の人は再び種子を排出するか(弾道散布)、または重力を使用して種子が落下し、時には転がります。[81]

シード

種子は樹木が繁殖する主な方法であり、その種子はサイズと形が大きく異なります。最大の種子のいくつかは木から来ていますが、最大の木であるSequoiadendron giganteumは、最小の木の種子の1つを生成します。[82]果樹と種子の大きな多様性は、樹種が子孫 を分散させるために進化した多くの異なる方法を反映しています。

ニレ(ウルムス)、トネリコ(フラクシヌス)、カエデ(エイサーの風に分散した種子

木の苗が成木に成長するためには、光が必要です。種子が地面にまっすぐに落ちただけの場合、濃縮された苗木と親の陰との間の競争は、それが繁栄するのを妨げる可能性があります。白樺などの多くの種子は小さく、風による散布を助けるために紙のような羽を持っています。トネリコの木とカエデは、解放されると地面に向かってらせん状に下がる刃の形をした翼を持つ大きな種子を持っています。カポック木には、そよ風をキャッチするための綿の糸があります。[83]

裸子植物の最大のグループである針葉樹の種子は円錐形に囲まれており、ほとんどの種は、円錐形から離れるとかなりの距離を吹き飛ばすことができる軽くて紙のような種子を持っています。[84]時々、シードは、トリガーイベントがそれを解放するのを待つために何年もコーンにとどまります。火はバンクスマツの種子の放出と発芽を刺激し、また林床を木灰で豊かにし、競合する植生を取り除きます。[85]同様に、アカシアサイクロプスアカシアマンギウムを含む多くの被子植物は、高温にさらされた後によりよく発芽する種子を持っています。[86]

炎の木の ホウオウボクは火に依存していませんが、長い鞘の両側が乾燥時に爆発的に裂けると、その種子を空中に放ちます。[83]ハンノキの木のミニチュアの円錐形の尾状花序は、水面に種子を分散させるのに役立つ小さな油滴を含む種子を生成します。マングローブはしばしば水中で成長し、いくつかの種は繁殖体を持っています。これは、親の木から離れる前に発芽し始める種子を持つ浮力のある果実です。[87] [88]これらは水に浮き、出現する泥の土手にとどまり、うまく根を下ろす可能性があります。[83]

トチノキの種のとげのある皮のひび割れ

リンゴのピップやプラムストーンなどの他の種子には肉質の容器があり、サンザシのような小さな果物には食用組織に囲まれた種子があります。哺乳類や鳥などの動物は果物を食べて種子を捨てるか、またはそれらを飲み込んで腸を通過させ、親の木からかなり離れた動物の糞に堆積させます。このように処理すると、一部の種子の発芽が改善されます。[89] ナッツは、すぐに消費されなかったものをキャッシュするリスなどの動物によって集められる可能性があります。[90]これらのキャッシュの多くは再訪されることはなく、ナッツのケーシングは雨や霜で柔らかくなり、種子は春に発芽します。[91]松ぼっくりも同様にキタリスハイイログマは、リスのキャッシュを襲撃することで種を分散させるのに役立つ場合があります。[92]

現存する単一種のイチョウ(Ginkgo biloba)は、雌木の短い枝の端に多肉質の種子を生成し[93]、裸子植物の熱帯および亜熱帯のグループであるグネツムは、シュート軸の先端に種子を生成します。[94]

進化の歴史

リンボク、絶滅した小葉植物の木
第三紀中期に出現した可能性のあるヤシとソテツ

初期の樹木は、石炭紀の森林で育った木生シダトクサ葉植物でした。最初の木はワティエザであった可能性があり、その化石は2007年にニューヨーク州でデボン紀中期(約3億8500万年前)にさかのぼって発見されました。この発見の前は、アルカエオプテリスは最も初期の既知の木でした。[95]これらは両方とも種子ではなく胞子によって繁殖し、三畳紀に進化したシダと裸子植物の間のつながりであると考えられています。裸子植物には、針葉樹、ソテツ、グネツム類、イチョウが含まれますこれらは、約3億1900万年前に起こった全ゲノム重複イベントの結果として現れた可能性があります。[96] Ginkgophytaはかつて広く多様なグループであり[97]、その中で唯一の生存者は乙女の髪の木Ginkgobilobaです。三畳紀の堆積物に見られる化石化した標本とほとんど変わらないため、これは生きている化石であると考えられています。[98]

中生代(2億4500万年から6600万年前)の間、針葉樹は繁栄し、すべての主要な陸生生息地に生息するようになりました。その後、白亜紀に顕花植物の樹形が進化したこれらは、森林が地球を覆っていた第三紀(6600万年から200万年前)の間に針葉樹に取って代わり始めました。[99]気候が150万年前に冷え、4つの氷河期のうちの最初のものが起こったとき、氷が進むにつれて森林は後退した。間氷期では、木々が氷に覆われていた土地を再植民地化しましたが、次の氷河期に再び追いやられました。[99]

エコロジー

樹木は陸域生態系の重要な部分であり[ 100]、生物のコミュニティに多くの種類の森林を含む重要な生息地を提供します。シダ、いくつかのコケ、苔類、ランおよびいくつかの種の寄生植物(例えば、ヤドリギ)などの着生植物が枝からぶら下がっています。[101]これらは、樹上性の地衣類、藻類、菌類とともに、自分自身や動物を含む他の生物に微小生息地を提供します。葉、花、果物は季節限定でご利用いただけます。木の下の地面には日陰があり、多くの場合、他の生息地を提供する下草、落葉落枝、腐敗した木材があります。[102] [103]樹木は土壌を安定させ、雨水の急速な流出を防ぎ、砂漠化を防ぎ、気候制御に役割を果たし、生物多様性と生態系のバランスを維持するのに役立ちます。[104]

多くの樹種は、独自の特殊な無脊椎動物をサポートしています。彼らの自然の生息地では、284種の昆虫がイングリッシュオーク(Quercus robur[105]で、306種の無脊椎動物がタスマニアンオーク(Eucalyptus obliqua)で発見されています。[106]非在来樹種は、生物多様性の少ないコミュニティを提供します。たとえば、英国では、南ヨーロッパに由来するシカモア(Acer pseudoplatanus)には、関連する無脊椎動物がほとんどありませんが、樹皮は広範囲の地衣類、コケ植物を支えています。および他の着生植物。[107] 樹木は、草食動物が見つけやすいという点で生態学的に異なります。木の外観は、木のサイズと情報化学物質の含有量、および害虫から非宿主の隣人によって隠される程度によって異なります。[108]

マングローブ湿地などの生態系では、マングローブの木の根が潮流の流れの速度を低下させ、水系堆積物をトラップし、水深を減少させ、マングローブのさらなる植民地化に適した条件を作り出すため、木は生息地の発達に役割を果たします。したがって、マングローブの沼地は適切な場所で海に向かって伸びる傾向があります。[109]マングローブ湿地はまた、サイクロンや津波のより有害な影響に対する効果的な緩衝材を提供します。[110]

用途

食べ物

木は、世界で最もよく知られている肉質の果物の多くの源です。リンゴ、ナシ、プラム、サクランボ、柑橘類はすべて温帯気候で​​商業的に栽培されており、熱帯地方ではさまざまな食用果物が見られます。他の商業的に重要な果物には、ナツメヤシ、イチジク、オリーブが含まれます。パーム油は、アブラヤシ(Elaeis guineensis)の果実から得られます。カカオの木(Theobroma cacao)の果実はカカオとチョコレートの製造に使用され、コーヒーの木の果実であるCoffeaarabicaCoffeacanephoraはコーヒー豆を抽出するために処理されます。世界の多くの農村地域では、果物は消費のために森の木から集められます。[111]多くの木は食用のナッツを持っており、それは固い殻の中にある大きくて油性の穀粒であると大まかに説明することができます。これらには、ココナッツCocos nucifera)、ブラジルナッツBertholletia excelsa)、ピーカンナッツCarya illinoinensis)、ハシバミナッツCorylus)、アーモンドPrunus dulcis)、クルミJuglans regia)、ピスタチオPistacia vera)が含まれます。それらは栄養価が高く、高品質のタンパク質、ビタミン、ミネラル、食物繊維を含んでいます。[112]さまざまなナッツオイルは、料理用にプレスすることで抽出されます。クルミ、ピスタチオ、ヘーゼルナッツオイルなどのいくつかは、その独特の風味で高く評価されていますが、すぐに腐る傾向があります。[113]

メープルシロップの樹液を集めるためにタップされたサトウカエデ(Acer saccharum )

温暖な気候では、冬の終わりに樹木が成長する準備をしているときに樹液の突然の動きがあります。北米では、サトウカエデ(Acer saccharum )の樹液は、甘い液体であるメープルシロップの製造に最もよく使用されます。樹液の約90%は水で、残りの10%はさまざまな砂糖と特定のミネラルの混合物です。樹液は、木の幹に穴を開け、挿入された栓から流れ出る液体を集めることによって収穫されます。シュガーハウスにパイプで送られ、そこで加熱されて濃縮され、風味が向上します。同様に北ヨーロッパでは、シラカンバ(Betula pendula )の樹液の春の上昇)タップして収集し、新鮮な状態で飲むか、発酵させてアルコール飲料にします。アラスカでは、アメリカミズメ( Betula lenta )の樹液が糖度67%のシロップになっています。アメリカミズメの樹液はメープルの樹液よりも希薄です。白樺のシロップ1リットルを作るには100リットルが必要です。[114]

木のさまざまな部分がスパイスとして使用されます。これらには、シナモンの木(Cinnamomum zeylanicum)の樹皮から作られたシナモンと、ピメントの木( Pimenta dioica )の乾燥した小さな果実であるオールスパイスが含まれます。ナツメグはナツメグの木( Myristica fragransの肉質の果実に見られる種子であり、クローブはクローブの木( Syzygiumaromaticum )の未開封の花芽です[115]

多くの木には、ミツバチにとって魅力的な蜜が豊富な花があります。森林蜂蜜の生産は、発展途上国の農村地域で重要な産業であり、伝統的な方法を使用して小規模の養蜂家によって行われています。[116]ニワトコの花(Sambucus)はニワトコの花を心のこもったものにするために使用され、プラム(Prunus spp。)の花びらは砂糖漬けにすることができます。[117] サッサフラスオイルは、サッサフラスの木(サッサフラスアルビダム)の根から樹皮を蒸留して得られる香料です。

木の葉は家畜の飼料として広く集められており、人間が食べられるものもありますが、タンニンが多くて苦い傾向があります。カレーの木(Murraya koenigii)の葉、カフィアライムCitrus×hystrix)(タイ料理[118]Ailanthus(ブガクなどの韓国料理の葉、ヨーロッパのベイツリー(Laurus nobilis)の葉が食べられます。カリフォルニア湾月桂樹(Umbellularia californica)は、食品の風味付けに使用されます。[115] Camellia sinensis お茶の源である、は小さな木ですが、葉を摘みやすくするために剪定されているため、完全な高さに達することはめったにありません。[119]

木の煙は食物を保存するために使用することができます。ホットスモーキングプロセスでは、食品は管理された環境で煙と熱にさらされます。吸収した煙で柔らかく風味付けされた食品は、プロセスが完了するとすぐに食べられるようになります。コールドプロセスでは、温度が100°F(38°C)を超えて上昇することは許可されていません。食品の風味は向上しますが、生の食品はさらに調理する必要があります。保存する場合は、冷蔵する前に肉を硬化させる必要があります。[120]

燃料

市場で薪を売る

木材は伝統的に、特に農村地域で燃料として使用されてきました。発展途上国では、それが利用可能な唯一の燃料である可能性があり、薪を集めることは、燃料を探すためにさらに遠くへ移動する必要があるため、多くの場合、時間のかかる作業です。[121]それはしばしば直火で非効率的に燃やされます。より先進国では他の燃料が利用可能であり、薪を燃やすことは必要ではなく選択です。現代の薪ストーブは非常に燃料効率が高く、木質ペレットなどの新製品を燃やすことができます。[122]

木炭は、の中で空気がない状態で加熱することにより、木材をゆっくりと熱分解することで作ることができます。慎重に積み重ねられた枝は、多くの場合オークであり、非常に限られた量の空気で燃やされます。それらを木炭に変換するプロセスは約15時間かかります。木炭はバーベキュー鍛冶屋の燃料として使用されており、多くの産業用途やその他の用途があります。[123]

木材

針葉樹で作られた屋根トラス

材木、「木を生産するために育てられる木」[124]は、建設に使用するために材木(製材)に切断されます。人間が避難所を建設し始めて以来、木材は重要で簡単に入手できる建設資材でした。木材の粒子、繊維、またはベニヤを接着剤で結合して複合材料を形成する集成製品が利用可能です。プラスチックは、いくつかの伝統的な用途のために木材から引き継がれています。[125]

木材は、建物、橋、線路、杭、送電線のポール、ボートのマスト、ピットの小道具、枕木、フェンシング、ハードル、コンクリートの型枠、パイプ、足場、パレットの建設に使用されます。住宅建設では、根太、屋根トラス、屋根板、茅葺き、階段、ドア、窓枠、床板、寄木細工の床、羽目板、およびクラッディングを作るために、建具で使用されます。[126]

芸術の木:しだれ柳クロード・モネ、1918年

木材は、カート、農具、ボート、丸木舟の建設、および造船に使用されます。それは家具、道具の取っ手、箱、はしご、楽器、弓、武器、マッチ、洋服ペグ、ほうき、靴、バスケット、旋盤、彫刻、おもちゃ、鉛筆、ローラー、歯車、木のネジ、樽、棺を作るために使用されます、スキトルズ、ベニヤ、人工手足、オール、スキー、木のスプーン、スポーツ用品、木製のボール。[126]

木材は紙用にパルプ化され、段ボールの製造に使用され、ファイバーボードハードボードチップボード、合板などの建設に使用される集成材製品になります。[126]針葉樹の木材は針葉樹として知られていますが、広葉樹の木材は広葉樹です。[127]

美術

何世紀にもわたって芸術家を鼓舞することに加えて、木は芸術を作成するために使用されてきました。生きている木は盆栽木の形に使われ、生きている標本と死んでいる標本の両方が時々幻想的な形に彫刻されています。[128]

盆栽

ジュニパーの木の盆栽非公式な直立したスタイル

盆栽盆栽、lit。「トレイ植栽」)[129]は、中国で始まり、1000年以上前に日本に広まったホンノンボの慣習であり、ベトナムの生きているミニチュアの風景のような他の文化でも同様の慣習があります。非bộ盆栽という言葉は、コンテナやポットにあるすべてのミニチュアの木の総称として英語でよく使用されます。[130]

盆栽の目的は、主に熟考(視聴者向け)と努力と創意工夫(栽培者向け)の楽しい運動です。[131]盆栽の実践は、盆栽の開発に適した種の伐採、苗木、または小さな木から始めて、コンテナ内で成長する1つまたは複数の小さな木の長期的な栽培と成形に焦点を当てています。盆栽は、真の枝を生み出すほぼすべての多年生の木本の茎のある樹木または低木種[132]から作成でき、樹冠と根の剪定による鉢の閉じ込めによって小さく保つために栽培することができます。いくつかの小さな葉や針などの特徴があり、盆栽のコンパクトな視覚範囲に適しているため、盆栽の素材として人気があります。また、イロハモミジ、ケヤキ、シデなどの種を使用して、ミニチュアの落葉樹林を作成することできます[133]

木の形

人々の木、Pooktreによる

木の形は、生きている木や他の木本植物を芸術や有用な構造のために人工の形に変える習慣です。木を形作るにはいくつかの異なる方法[134]があります。段階的な方法と即時的な方法があります。段階的方法は、成長する先端を時間の経過とともに所定の経路に沿ってゆっくりと誘導しますが、即時的方法は、苗木を2〜3 m(6.6〜9.8フィート)の長さに曲げて織り、厚くなるにつれてより硬くなる形状にします。[135]ほとんどの芸術家は、芸術または機能的な構造のために、生きている幹、枝、および根の接ぎ木を使用し、木の枝が一緒に編まれて、内部の用途と組み合わされた堅固で耐候性のある外観を与える「生きている家」を育てる計画があります漆喰を提供するためのわらと粘土の-内面のように。[135]

樹木の形成は少なくとも数百年にわたって行われており、最も古い既知の例は、ゴムの木フィカスエラスティカ)の根を使用してインドのメガラヤのカーシによって建設および維持されている生きている根の橋です。[136] [137]

吠える

最近剥ぎ取られたコルクガシ(Quercus suber

コルクは、コルクガシ(Quercus suber)の厚い樹皮から作られています。それは、環境的に持続可能な産業で約10年に1回生きている木から収穫されます。[138]世界のコルクの半分以上はポルトガル産で、主にワインボトルの栓を作るために使用されています。[139]他の用途には、床タイル、掲示板、ボール、履物、タバコの先端、包装、断熱材、および木管楽器の接合部が含まれます。[139]

他の種類の木の樹皮は他の場所で使用されてきましたが、他の種類のオークの樹皮は伝統的に皮のなめしのためにヨーロッパで使用されてきました。有効成分であるタンニンが抽出され、さまざまな前処理の後、皮膚は濃度が増加する溶液を含む一連のバットに浸されます。タンニンは皮をしなやかにし、水による影響を少なくし、バクテリアの攻撃に対してより耐性を持たせます。[140]

少なくとも120の薬は植物源から来ており、それらの多くは木の樹皮から来ています。[141] キニーネはキナの木(キナ)に由来し、長い間マラリアの治療に最適な治療法でした[142] アスピリンは、不快な副作用を持っていたヤナギの木(サリックス)の樹皮に由来するサリチル酸ナトリウムを置き換えるために合成されました。[143]抗がん剤のパクリタキセルは、太平洋イチイ( Taxus brevifolia )の樹皮に含まれる物質であるタキソールに由来します。[144]他の樹木ベースの薬は、足から来ます(Carica papaya)、カシア( Cassia spp。)、カカオの木( Theobroma cacao)、生命の木( Camptotheca acuminata)、ダウニーバーチ( Betula pubescens)。[141]

白樺の木(Betula papyrifera )の紙の樹皮は、ネイティブアメリカンによって広く使用されていましたウィグワムはそれで覆われ、カヌーはそれから作られました。その他の用途には、食品容器、狩猟および釣り道具、楽器、おもちゃ、そりが含まれます。[145]今日、木材産業の副産物である樹皮チップは、マルチとして、また土壌のない堆肥を必要とする着生植物の成長媒体として使用されています。[146]

観賞用の木

樹木は、他の景観の特徴と同じように視覚的なインパクトを生み出し、公園や庭園に成熟感と永続性を与えます。それらは、その形、葉、花、果実、樹皮の美しさのために育てられており、その位置は景観を作り出す上で非常に重要です。それらは非公式にグループ化することができ、多くの場合、球根の植え付けに囲まれ、風格のある通りに配置されたり、標本の木として使用されたりします。生き物として、その姿は季節や年ごとに変化します。[147]

樹木は、街路樹またはアメニティツリーとして知られている町の環境に植えられることがよくあります。それらは、蒸発散による日陰と冷却を提供し、温室効果ガスと汚染物質を吸収し、降雨を遮断し、洪水のリスクを減らすことができます。科学的研究によると、街路樹は都市の持続可能性を高め、市民の心身の健康を改善するのに役立ちます。[148]幸福感を生み出し、ストレスを軽減する上で、人間にとって有益であることが示されています。多くの町が植樹プログラムを開始しました。[149]たとえばロンドンでは、2万本の新しい街路樹を植え、2025年までに樹木被覆を5%増加させるというイニシアチブがあります。これは、居住者ごとに1本の木に相当します。[150]

その他の用途

ラテックスは、草食動物から植物を保護する粘着性の防御分泌物です多くの木が怪我をするとそれを生成しますが、天然ゴムを作るために使用されるラテックスの主な供給源はパラゴムノキ(Hevea brasiliensis)です。もともとはスーパーボールの作成や布の防水に使用されていましたが、現在では合成材料の耐久性が低いことが証明されているタイヤに主に天然ゴムが使用されています。[151]バラタの木(マサランデュバ)が染み出したラテックスはゴルフボールの製造に使用され、「ゲタペルカ」の木のラテックスから作られたガッタパーチャに似ていますこれは、特に海底ケーブルの絶縁体としても使用され、歯科、杖、銃のバットにも使用されます。現在、主に合成材料に取って代わられています。[152]

樹脂は、防御目的を持つ可能性のある別の植物浸出液です。それは主に揮発性テルペンで構成される粘性のある液体であり、主に針葉樹によって生成されます。ワニス、小さな鋳物の製造、10ピンのボウリングボールに使用されます。加熱されると、テルペンは追い出され、残りの製品は「ロジン」と呼ばれ、弦楽器奏者がで使用します。一部の樹脂にはエッセンシャルオイルが含まれており、お香アロマテラピーに使用されます化石化した樹脂は琥珀として知られており、主に白亜紀(1億4500万年から6600万年前)またはそれより最近に形成されました。木からにじみ出る樹脂が昆虫やクモを捕らえることがあり、これらはまだ琥珀の内部に見えています。[153]

クスノキ(Cinnamomum camphora)はエッセンシャルオイルを生成し[115]、ユーカリの木(Eucalyptus globulus)は、医学、香料、産業で使用されるユーカリオイルの主な供給源です。[154]

脅威

個々の木

枯れ木は、特に強風や暴風雨の際に安全上のリスクをもたらします。枯れ木を取り除くことは経済的負担を伴いますが、健全な樹木の存在は、空気をきれいにし、資産価値を高め、建築環境の温度を下げ、それによって建物の温度を下げることができます。建物の冷却コスト。干ばつの間、樹木は水ストレスに陥る可能性があり、それにより樹木は病気や昆虫の問題の影響を受けやすくなり、最終的には樹木の死につながる可能性があります。乾燥期に樹木を灌漑することで、水ストレスや死のリスクを減らすことができます。[155]

保全

全樹種の約3分の1、約2万種が、IUCNの脅威にさらされている種のレッドリストに含まれています。そのうち、「絶滅の危機に瀕している」と分類されている少なくとも1400種を含め、8000種以上が世界的に絶滅の危機に瀕しています。[156]

神話

太古の昔から木は崇拝されてきました。古代ケルト人にとって、特定の木、特にオークアッシュソーンは、燃料、建築材料、装飾品、武器を提供するという特別な意味を持っていました[157] 。他の文化も同様に木を崇拝しており、多くの場合、個人の生活や財産をそれらに結び付けたり、それらを神託として使用したりしています。ギリシャ神話ではドリュアスは木に生息する恥ずかしがり屋のニンフであると信じられていました。

西アフリカのウバンギの人々は、子供が生まれたときに木を植えます。木が繁栄するにつれて、子供も繁栄しますが、木が繁栄しない場合、子供の健康は危険にさらされていると見なされます。花が咲いたら結婚の時です。贈り物は定期的に木に残され、個人が死ぬとき、彼らの精神は木に生きていると信じられています。[158]

木は地面に根があり、幹と枝は空に向かって伸びています。この概念は、冥界と地球を結び、天を支える木として、世界の多くの宗教に見られます。北欧神話ではユグドラシルは中央の宇宙樹であり、その根と枝はさまざまな世界に広がっています。そこには様々な生き物が住んでいます。[159]インドでは、カルパブリクシャは願いを叶える木であり、原始的な海から出現した9つの宝石の1つです。アイコンは崇拝されるためにその下に置かれ、木の精は枝に生息し、それは幹の周りに糸を結ぶ敬虔な人に恩恵を与えます。[160]民主主義は、デガナウィダが北アメリカで始まったイロコイ連邦を結成し、元の5つのアメリカ諸国の戦士たちに、ストローブマツPinus strobus )である平和の木の下に武器を埋めるように促しました。[161]聖書の創造物語では、生命の木と善悪の知識がエデンの園に神によって植えられました[162]

神聖な森は、中国、インド、アフリカなどに存在します。それらは神々が住む場所であり、すべての生き物が神聖であるか、神々の仲間である場所です。民間伝承は、例えば樹木の伐採によって冒涜が行われた場合に生じる超自然的な罰則を定めています。保護されているため、神聖な森は古代の森の唯一の遺物であり、周辺地域よりもはるかに大きな生物多様性を持っている可能性があります。[163] Puliyidaivalaiyamman、タマリンドの木のタミル、またはカダムバの木に関連するKadambariyammanなどの いくつかの古代インドの木の神果物を豊富に与えることによって彼女の祝福を提供する女神の現れとして見られました。[164]

最上級の木

シャーマン将軍の、体積で世界最大と考えられている

樹木の理論上の最大高さは130m(430フィート)ですが[165] 、地球上で最も高い既知の標本は、カリフォルニア州レッドウッド国立公園のセコイア( Sequoia sempervirens)であると考えられています。Hyperionという名前で、高さは115.85 m(380.1フィート)です。[166] 2006年には、高さは379.1フィート(115.5 m)と報告された。[167]知られている最も高い広葉樹は、タスマニアで成長している高さ99.8 m(327フィート)の山の灰(Eucalyptus regnans)です。[168]

体積で最大の木は、カリフォルニア州テュレア郡セコイア国立公園にあるシャーマン将軍の木として知られる巨大なセコイア( Sequoiadendron giganteum )であると考えられています計算にはトランクのみが使用され、体積は1,487 m 3(52,500 cu ft)と推定されます。[169]

樹齢が確認された最古の生きている木もカリフォルニアにあります。ホワイトマウンテンに生えているグレートベースンブリッスルコーンマツ(Pinus longaeva )です。コアサンプルを掘削し、一年生の輪を数えることによって日付が付けられています。現在、5,076歳。[a] [170]

もう少し南のメキシコオアハカのサンタマリアデルトゥーレにある木は、幹が最も広い木です。これは、アルボルデルトゥーレとして知られるモンテスマヒノキ(Taxodium mucronatum )であり、胸の高さでの直径は11.62 m(38.1フィート)で、周囲は36.2 m(119フィート)です。木の幹は丸くはなく、周囲には大きなバットレスの根の間に多くの空きスペースが含まれているため、正確な寸法は誤解を招く可能性があります。[171]

も参照してください

ノート

  1. ^ そのブリストルコーンパインは名前がなく、その場所は秘密です。以前の記録保持者はメトセラと名付けられ、1957年に測定された年齢は4,789歳でした。 [170]

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