木はどこまで高く育つ？高さに限界はある？
木は何十メートル、条件がよければ100メートルを超える高さまで育ちます。ただし、どこまでも伸び続けられるわけではありません。高くなるほど根から葉へ水を運ぶことが難しくなり、葉の成長や光合成に影響するためです。風による損傷や、生育する土地の水分なども高さに関係します。
世界で一番高い木は何メートル？
ギネス世界記録で世界一高い生きた木として掲載されているのは、アメリカ・カリフォルニア州のセコイアメスギ「ハイペリオン」です。2019年の測定では、高さ116.07メートルと記録されています。
セコイアメスギは、海沿いの温暖で湿った地域に育つ針葉樹です。ハイペリオンは2006年に発見されましたが、木や周りの自然を守るため、正確な位置は公表されていません。
116.07メートルという数字は、実際に測定された樹高の記録です。これより高い木が理論上育つ可能性がない、という意味ではありません。
木が高く伸びるのは、日光を受けるため
木は葉で太陽の光を受け、光合成によって成長に必要な糖などをつくります。森の中では、周りの木より高い場所まで枝や葉を伸ばせると、日光を受けやすくなることがあります。
そのため、光をめぐる競争は、木が高く育つ理由の一つです。しかし、高い枝や葉を支えたり、遠くまで水を運んだりするには負担もかかります。背が高ければ高いほど、いつでも有利になるわけではありません。
水は根から高い葉までどうやって届く？
木が育つには水が必要です。根から吸収した水は、幹や枝の中の「道管（どうかん）」や「仮道管（かどうかん）」という細い通り道を通って葉へ運ばれます。
葉の表面にある「気孔（きこう）」から水分が蒸発すると、通り道の中の水が上へ引っ張られます。水の分子どうしがくっつく力によって、その引っ張る力が下の水まで伝わるのです。この働きが「蒸散（じょうさん）」による水の移動です。
木はポンプのような機械で水を押し上げているわけではありません。森林総合研究所は、葉での水分の蒸発と水分子のつながりによって、高い木でも水が運ばれるしくみを説明しています。
高くなるほど水を運ぶのが難しくなる
木が高くなると、水が根から葉まで通る距離が長くなります。さらに重力に逆らって高い位置まで水を運ばなければならず、水の通り道で受ける抵抗も大きくなります。
このため、木の先端近くの葉は、地面に近い葉より水不足の影響を受けやすくなることがあります。葉に十分な水が届きにくいと、葉が大きく伸びることも難しくなります。
森林総合研究所は、このような水を運ぶ負担が樹高を制限するという考え方を「水分通道制限仮説」として紹介しています。木の高さが決まるしくみには、まだ分かっていない点もありますが、有力な説明の一つです。
葉が水不足になると、光合成にも影響する
葉は、水分が失われすぎないように気孔を閉じることがあります。すると二酸化炭素も取り込みにくくなり、光合成によってつくれる糖が減る場合があります。
2004年に発表されたセコイアメスギの研究では、木の上の方ほど葉に水の負担がかかり、葉の広がり方や光合成が制限されることが、高さの限界に関係すると考えられました。
また、水を運ぶ管の中に気泡ができると、水の流れが妨げられることがあります。特に乾燥が強いときには、こうした問題が起きやすくなります。高い木ほど水を運ぶことが重要なのです。
ただし、すべての高い木で光合成が同じように低下するわけではありません。森林総合研究所の熱帯雨林の調査では、高い木ほど葉の光合成能力が高い傾向も確認されています。
風や幹の強さも高さに関係する
木が高くなると、幹や枝を自分の重さで支え、風に耐える必要もあります。強風によって枝やてっぺんが折れれば、それまでの高さが失われることもあります。
アメリカの国立公園局は、セコイアメスギが高く育つ条件として、雨が多いことや夏の霧、温暖な気候に加えて、周囲の木が風を弱めてくれることを挙げています。
ただし、幹の重さや風の力だけが、木の高さを決める最大の理由というわけではありません。樹高の研究では、水を運ぶしくみの制約と、風などによる損傷の影響を分けて考えます。
木の高さの限界は120メートルくらい？
2004年の『Nature』掲載研究では、カリフォルニアのセコイアメスギを調べ、風などによる機械的な損傷がないと仮定した場合、最大の高さは122～130メートル程度になると推定しました。
これは、実際に122～130メートルの木を見つけたという発表ではありません。また、あらゆる種類の木が必ずその高さで止まるという決まりでもありません。研究対象の樹種と条件に基づく推定値です。
現在の観測記録と、研究による理論上の推定は区別する必要があります。木が成長を続けられる高さには、樹種と環境による違いがあります。
湿った谷と乾いた尾根では木の高さも違う
同じ地域でも、水分や土の条件が違えば、生えている木の高さが大きく変わります。森林総合研究所が調べた小笠原諸島では、湿った谷から乾燥した尾根にかけて、森林をつくる木の高さがおよそ20メートルから1メートル未満まで変化していました。
乾いた尾根では根から十分な水を得にくい一方、谷では水分が豊富でも、木が高くなるほど水を上まで運ぶ負担が増える可能性が示されています。
木がどこまで高く育つかは、種類だけでなく、水分、土、気候、周囲の木との競争や風などが組み合わさって決まります。世界一の記録を持つ木があるからといって、すべての木が100メートルを目指して成長するわけではないのです。