一棵油豆蔻剛被雷擊中 28 天后（左圖）和 2 年后的樣子（右圖）（圖片來源：Evan Gora / Cary Institute of Ecosystem Studies）
如果只看左邊照片中最大的這棵樹，你可能不會相信，在 28 天前，這棵樹剛剛遭受了一次雷擊。這是一棵油豆蔻（Dipteryx oleifera），在依然繁茂翠綠的樹葉之間，隱約可以看到一點光禿禿的樹枝，這處“斑禿”就是雷擊的痕跡。
和幾乎毫發(fā)無損的油豆蔻比起來，周圍的鄰居顯得更加凄慘。離油豆蔻最近的兩棵樹葉片明顯枯黃脫落。
雷擊 2 年后，當研究團隊再次到訪時，發(fā)現(xiàn)這些樹早已死亡，只留下了中間孤零零的一棵油豆蔻依然蓬勃生長。
拍下這張照片的是美國卡里生態(tài)系統(tǒng)研究所的森林生態(tài)學家埃文·戈拉（Evan Gora）和團隊，最近，他們在《新植物學家》（New phytologist）上發(fā)表的研究特別關(guān)注了油豆蔻與閃電的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，油豆蔻不僅能夠耐受雷擊，它們還會“主動”吸引雷擊，殺死周圍的樹種，從而為自己贏得更多生存空間。
圖片來源：Evan Gora / Cary Institute of Ecosystem Studies
定位閃電
戈拉對油豆蔻的關(guān)注開始于 2015 年。當時他和同事正在巴拿馬的森林中野外考察，注意到了一棵被雷擊中的油豆蔻。這次雷擊炸飛了樹冠上寄生的藤本植物，油豆蔻周圍的十幾棵樹也一同死亡。但直接被擊中的油豆蔻卻堪稱毫發(fā)無損。
但研究閃電的生態(tài)影響并不容易。由于閃電持續(xù)時間短，發(fā)生的地點又非常隨機，戈拉遇到的最大困難之一，就是精準定位是哪一棵樹被閃電擊中了。
根據(jù)《紐約時報》（New York Times）報道，起初，戈拉為了確定雷擊的“第一受害者”，需要爬上每一棵樹尋找雷擊損傷的痕跡。
但這種方法既低效又費力，有一次，戈拉爬到了一半，才發(fā)現(xiàn)真正被雷擊中的其實是旁邊的另一棵樹。
因此，戈拉和合作者共同開發(fā)了一種更高效的方法，尋找被雷擊的樹。
他們在森林中設置了多個監(jiān)測站，這些監(jiān)測站架設了攝像機和電磁傳感器，可以第一時間拍到雷擊場景，并通過電磁信號，將雷擊地點定位到 30 米范圍內(nèi)。隨后，無人機就可以從空中大展身手，觀察每一次雷擊的后果。
圖片來源：Evan Gora / Cary Institute of Ecosystem Studies
從 2014 到 2019 年，在巴拿馬中部的科羅拉多自然保護區(qū)（Barro Colorado Nature Monument）這套設備幫助戈拉和團隊鎖定了 94 次雷擊。2021 年，研究團隊再次來到這里，調(diào)查每一棵受雷擊影響的樹木的存活現(xiàn)狀。
在這 94 次雷擊中，有 10 次雷擊擊中了油豆蔻樹，其中一棵油豆蔻在調(diào)查期間被擊中了兩次，但即使如此，這 9 棵油豆蔻依然全部存活，甚至受到的損傷都極其輕微，“幾乎無法與（沒有遭受雷擊）的同物種區(qū)分開”。
而無人機拍攝的照片也顯示，在 2~3 年后，這些樹無論是高度還是樹冠的覆蓋面積，也都沒有減少。
然而其他 83 棵被雷直接擊中的樹木就沒有這么好的運氣了。在被雷擊后的一年內(nèi)，它們樹冠覆蓋面積的損失幾乎是油豆蔻的 6 倍，并且其中 64%（53 棵）會在 2 年內(nèi)迎來死亡。
主動引雷
如果你是一道閃電，你大概也會在森林里一眼看中油豆蔻。科羅拉多自然保護區(qū)的油豆蔻普遍比周邊的樹木高 4 米，樹冠也更寬闊，這讓它們就像一根根天然的避雷針。但這并不意味著它能避開雷擊，因為避雷針從原理上看其實更像 “引雷針”。油豆蔻遭到雷擊的概率也比其他樹高 68%。
油豆蔻似乎可以承受這樣的雷擊頻率，但對于生活在油豆蔻周邊的樹木來說，這簡直是一個天大的壞消息。
當一棵樹被雷擊中時，這棵樹本身并不是唯一的受害者。電流會傳導到纏繞在樹身上的寄生藤蔓、樹枝相接的相鄰的樹木，甚至可以跳過樹枝之間的小縫隙，傳遞到更遠的樹上。平均而言，在巴拿馬的森林中，一次雷擊會導致 9.2 棵相鄰樹木死亡，寄生藤本植物的數(shù)量平均也會減少 78%。
兩相結(jié)合，這給油豆蔻周圍劃出了一片“死亡地帶”。統(tǒng)計顯示，油豆蔻周邊樹木的死亡率會高出 48%。在 2019 年研究者觀察到的一次重大雷擊中，油豆蔻周圍的 57 棵樹死亡，而中心那位“第一受害者”依然郁郁蔥蔥。
圖片來源：原論文
這樣看來，油豆蔻不僅幾乎不會受到雷擊的傷害，甚至還能從雷擊中獲得巨大的收益。畢竟每一次雷擊都在幫油豆蔻清除寄生在樹冠上的藤本植物，和周圍長得太高、太近以至于與油豆蔻爭奪光照的樹。“任何靠得太近的樹都會遭雷擊死亡，”戈拉說道。
模型顯示，通過減少寄生和競爭，雷擊可以讓油豆蔻的種子產(chǎn)量增加 14 倍，壽命延長到 280 年。（按照統(tǒng)計，一棵油豆蔻平均每 56.4 年會遭遇一次雷擊，那么一棵油豆蔻在一生中大約會被雷擊 5 次。）
每一次雷擊都讓油豆蔻長得更高、更大，并且變得更容易吸引雷擊——這種植物與雷電似乎達成了某種合作關(guān)系。
圖片來源：Stephen P. Yanoviak
閃電生態(tài)學
目前研究者仍然不能確定為什么油豆蔻可以如此耐雷擊。2022 年，戈拉和團隊在《自然·植物》（Nature Plants）發(fā)表的一項研究中，發(fā)現(xiàn)了一些熱帶植物耐雷擊的共性：
它們往往木質(zhì)部更緊密、具有更粗的水分輸送導管，而且葉片中更富含氮元素。研究者推測，可能是木質(zhì)部高效的水分傳輸系統(tǒng)，讓在相同電流強度下，這些樹種的升溫更少，遭受的損失也更小。
另一方面，木質(zhì)部密度更高的樹木往往壽命更長，這也意味著它們的碳儲存能力更強。
“能夠更高效吸收大氣中二氧化碳的樹種似乎也更具備抵御雷擊的的能力，”研究者在論文中寫道。“我們近期的研究表明，雷擊對熱帶森林具有重大影響——由于閃電會不成比例地擊倒大型樹木，因此對碳儲存和生物多樣性產(chǎn)生了超乎尋常的作用……隨著氣候變化導致閃電頻次上升，理解閃電效應將變得至關(guān)重要。”
參考文獻
[1]https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.70062
[2]https://www.nature.com/articles/s41477-022-01230-x
[3]https://www.eurekalert.org/news-releases/1077969
[4]https://www.nytimes.com/2025/04/01/science/trees-lightning-rainforest.html
[5]https://www.caryinstitute.org/science/research-projects/ecology-lightning
策劃制作
來源丨環(huán)球科學
審核丨王康 北京植物園科普中心主任 教授級高級工程師
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