柱子竟然在呼吸?
奈良的法隆寺,以保有世界最古老的木制建筑物为人们所熟知。
就算是钢筋水泥的建筑也无法屹立百年之久。而以木头为材料的建筑物却历经四百年风霜雨雪而不腐烂,依然保留着当年的风姿。这真是太令人吃惊了。
据说这种用“千年”的木头做成的柱子,还能再活一千年。是真的吗?
树这种植物,是一个很不可思议的存在。冰冰凉凉又枯燥无味的树干可以说是一点生命力都没有。到了冬天,树叶凋零、光秃秃的树干更是不知道是活着还是已经枯死了。虽说如此,树中也有着可以生长千年的长寿物种。
说树木做成的柱子“还活着”,并不是说它像生物一样地活着。因为柱子不会再生长,也不会再出现任何生命活动。
之所以说柱子还活着,是因为柱子会变弯曲,会和呼吸一样,从空气中吸收水分或是排出水分。但是,这只不过是死掉的细胞在吸收或是散发水分罢了。
法隆寺的柱子是心材
木材的中心,有着或发红或发黑的、颜色很浓重的部分。这个部分被称为心材。心材非常坚固而且不易腐烂,非常适合用来做柱子。
心材,是树木为了存活下去而形成的部分。白蚁和天牛之类的生物会蛀入树干取食。而蘑菇会使树木里面布满菌丝,进而把木材分解掉。为了抵抗这些外敌,树木会在木材的中央储存抗菌物质。而且,这些抗菌物质还能使木材变得更加坚固,可以起到物理上的防御作用。此外,这种抗菌物质的注入,可以堵塞运输水分和营养成分的导管和筛管,具有防止水分渗入内部使木材从内部开始腐朽的效果。在一些港口,我们经常能看到一些木材就那样飘在水面上,就是因为水分无法渗入木材内部。
正是由于使用了这样的心材,法隆寺的柱子才可以历经千年而不腐朽,支撑着整个建筑物,挺立如初。
不可思议的树木
但是植物为什么不让自己全副武装,而是只靠心材进行防御呢?
树木,是靠一种很难被分解的叫作木质素的物质使细胞结合的。植物原本柔软的茎部,就是靠这种木质素变得坚固起来,从而形成了树。
Lignin(木质素),在拉丁语中是“木材”的意思。
木材由于含有木质素,可以变得十分坚固。就算是细胞死掉了,也可以维持现有的形态。实际上,树的心材部分的细胞已经全部死掉了。所以,就算导管和筛管都被堵住了也不会有什么影响。但是,心材之外的部分的细胞是活着的。所以其他部分的导管和筛管一定不能被堵住。
心材周围外侧的部分,就是细胞存活的部分。外围靠近树皮的周边部分被称为边材。和心材相比,边材具有色泽更淡而质地更软的特性。
树木就是这样,用死掉的细胞来支撑枝干,而活着的细胞则越过这些残骸继续生长。但是,将活着的部分暴露在最外面的话可以说是毫无防备,所以树木会在此之上覆盖一层坚硬的树皮。熊一类的野生动物会剥下树皮为食。树皮内侧的部分被称为嫩皮。嫩皮中富含淀粉和蛋白质。这个嫩皮的部分,就是细胞存活的部分。
树木中心的心材已经死掉了,而死掉的细胞是无法自己储存抗菌物质或是堵塞导管和筛管的。我们仔细观察一下木材的话就会发现,在年轮的正交方向上,有着一种从中心向外侧发散的髓射线。这种髓射线就如同施工时所用的道路那样,把抗菌物质从还活着的外侧部分运送到树木的中心部分,形成心材。
树木就是如此,由还活着的部分和已经死掉的部分组成。这可真是一种不可思议的生物啊。
年轮的形成
我们观察一下柱子的原材料,也就是木材,就会发现,在截面上有着一圈一圈的年轮。介绍过,双子叶植物中,有着一种运输水分和营养成分的,被叫作形成层的组织。这种形成层通过细胞分裂、生长,使得枝干生长得很粗大。
◆木材的心材和边材
春天和夏天的时候,形成层中的细胞分裂非常旺盛,从而使枝干生长得很粗壮。可是到了冬天和秋天,生长速度就会减缓,甚至完全停止。等到了来年春天,细胞分裂又会再次变得旺盛起来,枝干也会继续生长得更粗壮。如此,树木就在生长旺盛和生长停滞间反反复复。
而秋天和冬天缓慢生长的部分就变成了一条线,成为年轮。一般来说,树木每年会形成一道年轮。所以我们要想知道这个木材的年龄的话,数一下年轮的数量就可以了。
直线木纹和曲线木纹的特征
形成层中运输水分的导管和运输营养成分的筛管都是纵向分布的。
能够抵抗横向作用力的东西,我们可以用纵向的力把它分裂开。我们用砍刀劈柴的时候,把柴竖着放的话,就可以很容易地劈开。如果横着放的话,就算是砍刀也是劈不开的。木材的纤维也是纵向排列的,所以我们用锯的时候也是这样,竖着锯的话就可以把纤维分裂开,而横着锯的话可以把纤维切断。
年轮的形状,分为垂直着年轮切下,使年轮呈平行状的“直线木纹”,和沿着年轮切下,呈不规则状的“曲线木纹”。
用作木板,更为高级的材料是直线纹木材。因为直线木纹的纹理更加均衡,不易弯曲。曲线木纹是顺着年轮切出来的,树干外侧的表层和中心的内层很明显地分隔开来。外侧的表层水分很多,而中心侧的内层水分很少。所以一旦遇到干燥的环境,木材的外侧就会收缩,进而发生卷曲。
◆直线木纹和曲线木纹
但是,这种易于弯折的曲线纹木材也有它的用武之地。秋冬季节造就的年轮部分不易透水,所以沿着年轮切出来的曲线纹木材也具有不易透水的特性。这样的木材,非常适合用作木桶、浴桶和船这类物品的原材料。
而直线纹木材中,除了年轮之外的部分都是可以透水的。所以它具有可以吸收水分,透气性和吸湿性好的特点。因此,直线纹木材很多都用来制作米柜、化妆箱或是鱼糕板之类的用品。就这样,古代的人们灵活地运用了两种木材的特点,聪明地将这两类板子区分使用。