编者按：树在我们的生活中非常常见，但是你知道最早的树是什么树吗？让我们一起听一听树的故事……

最早开始在陆地上定居的植物出现在奥陶纪，大约4.7亿年前。可以肯定地说，最早的陆地植物一定是由单层细胞组成的扁平生物，颇像现在的地钱。

在许多方面，这种植物都能理想地适应新的栖息地。它们生长在地表薄薄的一层水膜上，获取水分没有问题，它们所有的细胞都能进行光合作用，所以这种植物可以长得很快。唯一的问题是它们无法离开地面站起来：扁平的叶子太柔软，不能把自己支撑起来。因此，它们在竞争光线方面没有优势，一定曾被其他任何长出了坚固的支撑结构的植物遮住了阳光。

最初的维管植物

要想演变成树，第一步是需要产生一个直立枝系。

最早独自站立起来的植物是在志留纪演化出来的，其枝系看起来像有许多简单分叉的圆管。这类早期植物中最著名的是莱尼蕨。

4.2亿年前温泉边常有茂盛生长的莱尼蕨，它们的枝条从地下茎或根茎处向上生长，表面被一层角质层包裹以防水，并利用膨压支撑自己。植物的茎中新长出的细胞被压入水分而变硬，这个过程称为膨压，正如充气橡皮艇被压入气体而变硬一样。

在现代植物（比如蒲公英）的花梗上可以看到这种膨压。

莱尼蕨通过其表面被称为气孔的小孔获得光合作用需要的二氧化碳。不幸的是，水分也通过这条路径丧失掉了，丧失掉的水分被地下微小的根茎细胞吸收的水分所取代，然后水分通过由所谓的维管组织组成的中央维管束向上运输到枝叶。根茎细胞是从根茎中长出来的。

莱尼蕨等植物得以演化的关键是它们长出了木质部—维管组织的主要组成部分。木质部能很好地导水，因为其内部有一行行排列整齐的死细胞端对端连接而成的导管。因此，一小束木质部就可以为整个树干提供所需的水分。木质部细胞的细胞壁通过一种称为木质素的化学物质强化并“木质化”。这样可以防止细胞塌陷，也意味着木质部组织有助于支撑树干。

最早的树

莱尼蕨非常适合生长在裸露的咸水边，事实上它与现代的盐沼植物（如盐角草）非常相似。然而，这两种植物有几个共同特点使其在植物生长稠密地区在争夺阳光方面略逊一筹。莱尼蕨没有任何叶子，所以几乎捕获不到阳光，因此长得相当缓慢。它的肉质茎较弱，限制它的高度长不到 20 厘米。

莱尼蕨也没有合适的根，这也大大限制了它固定更大的枝系或为枝系提供水分的能力。在更容易生根的地方，对光和空间的激烈竞争驱使了3组完全不同的植物逐渐演化出适应性，它们能够克服上述这些问题。它们逐渐长出粗大的树干、锚固的根和扁平的叶状附属物。这些植物便成为最早的树。

莱尼蕨茎的横截面，显示出了中心处的一束木质细胞（用于输送水分）以及略大一些的外部细胞（利用膨压支撑植株）。

石松

最早的树是石松类植物。石松长出了简单的鳞片状叶子，改善了捕捉阳光的能力。这些叶子遮盖树枝，由单一一根木质部导管提供水分。

石松一边生长一边加粗中心的那条木质部导管来提升传导水分的能力，即使很高的树也能将足够多的水分输送到树冠。然而，因为木质部导管位于茎的中心，这样做并没有使茎更强壮。石松在其茎外包裹上一层圆筒状树皮类材料，一边生长一边添加这种材料来加固树干。因此，石松是第一个生成了永久性树干并能边生长边加厚树皮的植物。

石松用一种称为根茎的水平分枝将树干固定在地上，表面上看类似于现代树木的侧向根。它们长出光秃秃的根状器官，根茎继续分杈，吸收水分并固定树干，正如沉降根一样。因此，虽然石松的生长方式与现代树木非常不同，但相似的选择压力使得二者看起来惊人地相似。这是生物学中的常见现象，称为趋同演化。

到了石炭纪，石松类植物已经长成了庞然大物。其中最著名的物种当属鳞木，长到了40米高。它们的树干笔直，有着小小的树冠和矛状的叶子，看起来有点儿像现代的猴谜树。

许多鳞木化石已经被发现，最令人兴奋的发现可能是在英国格拉斯哥的维多利亚公园的丛林里发现的有3.3 亿年历史的树桩。它们仍旧位于原来死去时的位置，令人不禁感叹它们曾经有过多么辉煌的过去。

木贼类植物

蕨类植物逐渐发展出两种截然不同的生成坚固厚实树干的方式。其中一组蕨类植物为木贼，它们并不将其木质部安排成中心的一束，而是环绕在茎的外侧，这意味着树干是中空的，但树干怎样增加强度呢？

树干沿着长度方向用规则的隔板隔开，将中空部分分隔成许多小隔间。类似的结构可见于竹子的茎和号角树的树干。树的生长就是把这些小隔间拉长，并从这些小隔间长出分枝。这种生长模式形成了一个看起来像巨大的奶瓶刷子一样的枝系。

树干从巨大的地下茎或根茎中长出来，正如更原始的莱尼蕨一样，然而木贼类植物长出了真正的根，能固定枝系并为枝系供水。到了石炭纪，木贼类植物已经长成巨型树木，如高达30 米的芦木。芦木没有叶子，但它的茎不断分杈，生成许多能进行光合作用的枝，看起来与松树的松针没有什么不同。

蕨

另外一组演化成树的蕨类植物是蕨，它们长出了比石松和木贼更丰富多彩的叶子，叶子作为光合膜“填充”枝条之间的区域。然而，蕨从未演化出树干，不像其他植物那样设法找到了生成树干的复杂办法。蕨的茎细小，不够坚固，不能独立支撑叶子。

然而树蕨设法形成了坚固的树干，它们以落叶叶柄的基部环绕茎部，用气根把这个结构向上缠绕起来。这种“树干”结构很结实，只是不能分杈，所以树蕨不能长出复杂的树冠。尽管存在这些缺点，石炭纪茂盛生长的树蕨辉木仍然设法达到了 20 米的高度。

矿化沼泽

泥盆纪晚期和石炭纪，即3.8亿年至2.9亿年前，石松、木贼和树蕨达到鼎盛时期。此时，现在的北欧和美国东北部地区实际上是靠近赤道的低洼淡水盆地。那里的气候温暖湿润，类似于现在的热带雨林气候，是植物生长的理想环境。巨大的石松、木贼和树蕨在沼泽中迅速生长。

例如，鳞木只需花10年左右的时间就能长到最高，然后会因站立不稳而倒入死水潭一般的沼泽中死掉。除了巨型树木之外，也许林下还有一些小型木本和草本植物，森林也是恐龙、蟑螂和两栖动物的家园。

随着树木的死亡，这些动物也倒入这滩沼泽中死掉，植物残骸的累积速度比腐烂速度快。又过了几百年，这些材料逐渐堆积起来变成泥炭层，直到最终被其他沉积物掩埋压缩而形成矿藏。

又过了1亿年时间，这些矿化森林变成了巨大的煤矿，大量的碳被锁定在煤矿之中，后来驱动了工业革命的车轮。

树的根部暴露在硅酸盐岩石之中，吸收了更多的二氧化碳，结果导致二氧化碳水平骤然下降。石炭纪初期，大气里的二氧化碳浓度比今天高出 20 倍，而在石炭纪结束时甚至低于今天的水平。

二氧化碳是温室气体，能使地球保持温暖。二氧化碳浓度下降导致地球变得更凉爽干燥，从此开启了漫长的石炭- 二叠纪冰川时代。

矿化沼泽里的巨大植物在变化的气候中无法生存，它们的后裔——现代植物只是这一群曾经异常宏伟壮观的植物群的残余部分……

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树怎样向上输送水分，树怎样保持直立，树的生长高度受什么限制？想要了解更多关于树的故事，可以看这本《树的秘密生活》。

在这本书中，来自英国赫尔大学的生物学教授罗兰·恩诺斯将为我们揭开树的诸多秘密，包括树如何从根部向上输送水分、它们怎样保持直立不倒、它们的生长高度是否有限制、在不同气候条件下采取什么生存策略、地球上有哪些奇特的树以及树与人类的关系，等等。

希望你能从这本书中了解到树的更多秘密。

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