Ancient Bristlecone Pine Forest (4)

[1. Introduction] [2. Visitors Guide] [3. Great Basin Bristlecone Pine] [4. Edmund Schulman] [5. Radiocarbon Dating] [6. Conclusion]

4. Edmund Schulman


Figure 4.1: 紀念Edmund Schulman的Schulman Grove，也是遊客的主要觀賞區域。


Figure 4.2: 掛在遊客中心牆上的Edmund Schulman紀念牌。

雖然在Edmund Schulman發現這些長壽的bristlecone pine前就已經有人認為這些樹該被保護而採取了一些措施，但之後會在White Mountains成立Ancient Bristlecone Pine Forest做更進一步的保護，這些被Edmund Schulman發現的長壽bristlecone pine是最主要的原因，也因此在這三不五時就會看到或聽到Edmund Schulman這名子。

說到Edmund Schulman就不得不說Andrew E. Douglass這位在University of Arizona的天文學教授，Edmund Schulman之所以走上dendrochronologist這條路就是因為跟隨Douglass並當他的研究助理。Douglass的本行其實是天文學，他認為太陽黑子的活動會被記錄在樹的年輪裡，於是他放下望遠鏡，改成拿放大鏡來研究樹木的年輪。

雖然說Douglass的理論並未獲得證實(也沒有證據證明他不對)，但因為他對樹木(主要是ponderosa pine)年輪的了解，美國西南部比如Chaco Canyon與Mesa Verde那一堆印地安人所留下的遺跡因此得到相當準確的建造年份，並可以依據年輪的粗細判斷當時的氣候狀況。於是考古學家紛紛找他幫忙鑑定古蹟的年份，他也變得炙手可熱。

在這股考古熱的潮流下，他得到了相當充足的經費，並在1937年成立了Laboratory of Tree Ring-Research (LTRR)這個實驗室，而本行是astronomy的Douglass意外變成了archaeology這圈子的明星級人物，他在astronomy到底做了什麼研究還是有什麼發現從此也沒什麼人有興趣知道。


Figure 4.3: 其他Edmund Schulman的檔案照片。


Figure 4.4: 樹的年輪是研究過往天氣與其他相關項目的重要依據，比如背景Sierra Nevada上Palisade Glacier的增長與消退就可能因此被推測出來。

除了成立LTRR，Douglass當然也找了一些研究助理幫忙，而Edmund Schulman就是其中一位。幾年後Edmund Schulman在Harvard University取得博士學位，他回到University of Arizona當教授，並繼續他之前在LTRR的研究。而在這些年的研究裡，Douglass與Schulman兩人都覺得更長的年輪資料對相關研究會很有幫助，這也是為何Edmund Schulman之後花很多時間到處尋找長壽的樹。

在那個年代，第一個被人想到長壽的樹就是位於Sierra Nevada的giant sequoia (Sequoiadendron giganteum)，可說是所有人心目中的神木。在大部分人的想法裡，這樹之所以可以長這麼粗勇是因為可以一直長的關係，因此越粗勇的越長壽。也就是說，所謂的神木很多時候指的其實是長得很粗勇的巨木，畢竟巨大很容易在視覺上直接呈現出震撼的效果，至於到底可以看出多神就說不準了。即使如此，跟人家說去看神木比去看巨木有氣質很多就是。

這種粗勇等同於長壽的想法某方面也獲得了驗證，因為有相當多giant sequoia在早期伐木業的鋸子下紛紛倒地，滿目瘡痍的現場剛好提供了研究giant sequoia年輪的絕佳機會，這比用increment borer取樣更方便且精確。在時任Yale University的Ellsworth Huntington教授檢驗下，發現只有少部分活超過2,000年，最老的則可以到達3,200年左右。而General Sherman這棵樹的年齡也因此有很大的想像空間，因為他是所有giant sequoia裡最粗勇的神木，很多人相信他也是世界上最長壽的樹。

身為一個dendrochronologist的Edmund Schulman當然不想錯過Sequoia National Park裡這些還活著的「精品」，於是他去跟公園申請對這些神木取樣，而當時公園Superintendent給他的指示是，"You're welcome to sample any other tree in the park, but don't touch General Sherman."。這對他的研究工作其實並沒有什麼阻礙，因為giant sequoia過於巨大，標準的increment borer只能鑽到這樹相當外圍的部分，無法提供粗勇是否就等於長壽的直接證據。不過重要的是，他從這些樣本裡發現giant sequoia的年輪對降雨量不夠敏感，所以他需要找其他更適合的樹木。


Figure 4.5: 長久以來，giant sequoia被認為是最巨大也是最長壽的樹，尤其是Sequoia National Park裡的那堆巨人們，直到Edmund Schulman發現活超過4,000年的bristlecone pine，giant sequoia的最長壽稱號才被終結。


Figure 4.6: 為了尋找長壽且對降雨量敏感的樹，Bryce Canyon的ponderosa pine也成為Edmund Schulman的採集樣本之一，雖然他在這所發現最長壽的ponderosa pine連1,000年都活不到。

要找長壽又對降雨量敏感的樹顯然無法待在室內靠search engine這種東西，再加上要在大學授課，於是暑假成為了Edmund Schulman找樹的主要時間。從1939年開始的將近廿年時間裡，除非身體健康有問題(1954年他因此無法成行)，每年夏天幾個月的時間他四處奔波取樣，很多西部常見的樹，包括Ponderosa pine、Jeffrey pine、pinyon pine、juniper、Douglas-fir、limber pine......等等全都進了他的database，希望可以從中找到適當的樹種建立出一個最長的樹木年輪年表。

在他找到的這些sample裡，用膝蓋想也知道，夠長壽的樹大都對降雨量不夠敏感，對降雨量敏感的樹大都不夠長壽，不然他也不用找這麼久並且繼續找下去。不過在這過程中他有一個發現，就是一些相對長壽的樹傾向於出現在比較糟的環境，而不是出現在原先以為的好環境，這跟時人所信仰的理念完全相反。

如之前所提到，giant sequoia是當時被認為世界上最長壽的樹，所處的溫和環境公認是一個很重要的原因，也就是夏天不很熱、冬天不很冷、Sierra Nevada每年的降雪量提供充足的水分，而且還有養分不錯的土壤，再配合上giant sequoia自己的基本面，因此造就了這樹的長壽。這解釋聽起來不但合理，又符合社會善良風俗，時人(甚至是今人)以及Edmund Schulman自己一開始都這麼相信。


Figure 4.7: 以前的人認為樹要長壽得出現在像可以活超過3,000年giant sequoia所處的溫和環境，但bristlecone pine的長壽鞏固了Edmund Schulman的longevity under adversity觀念，也就是惡劣環境依然可以長壽，甚至是更長壽。


Figure 4.8: Edmund Schulman在1952年因為看到Office of Naval Research的發行刊物Research Reviews這篇報導，所以才在隔年到White Mountains，並發現了這些活超過4,000年的bristlecone pine。圖片下caption裡寫的redwoods指的是giant sequoia而不是coast redwood，因為當時的人是以Sierra redwood稱呼giant sequoia這樹。

在越來越多的field trip以及樣本下，Edmund Schulman開始逐漸擺脫對giant sequoia的既有想法，慢慢建立出longevity under adversity這個非傳統的觀念，也就是說長壽的樹出現在糟的環境、而不是舒服的環境。但因為他當時所找到的樣本都活不到2,000年，離giant sequoia的3,000+年還有一段距離，這個longevity under adversity的新觀念也就沒人理。

雖然十幾年下來一直都沒有找到他理想的樣本，也許是人在做天在看，他在1952年看到一則由Office of Naval Research發行叫做Research Reviews的刊物，提到UC Berkeley在加州的White Mountains上有一個研究高海拔天氣與生態的實驗室，尤其是Figure 4.8那張圖提到了frame那幾間小屋的"bristlecone pine"「據信」比Sierra redwood，也就是giant sequoia還老，因此吸引他到那一趟。不過他早就計畫好1952年夏天的field trip，所以他在1953年才到White Mountains，也是他第一次到這地方，並果真在那發現了活超過4,000年的bristlecone pine。

不過這故事最有趣的部分是發生在2014年，那年UC Berkeley決定重拍Figure 4.8那張圖的角度，想看看周遭環境有何不同，結果發現......(詳情請見[6. Conclusion])。

總之，Edmund Schulman在1953年的九月底在從Idaho回到Pasadena的Caltech(那年他因為一個研究計畫被借調到Caltech)路上做了個side trip到White Mountains。雖然只是去沾個醬油，但他在十月中(確切日期是十月十日與十一日)又專程跑了一趟White Mountains，這告訴了我們什麼？

就如同他發表在1958年三月National Geographic Magazine裡的文章(Figure 4.9)所說，"Often such rumors had turned out to be unfounded. But not this one!"，也就是一開始他對在White Mountains找到長壽的樹並不看好，所以只以最經濟的side trip處理；但九月底的沾醬油之行竟意外找到，所以趕緊在冬天到來之前再去一趟，希望可以找到更好的樣本。


Figure 4.9: Edmund Schulman於1958年三月在National Geographic Magazine發表了關於bristlecone pine的文章，也介紹了Methuselah這棵最老的樹。因為是1957年寫的，所以他還是用Pinus aristata而不是Pinus longaeva稱呼bristlecone pine。遊客中心有這文章的reprint，可以拿一份回去看，還蠻有意思的。


Figure 4.10: 遊客中心牆上有一個用tree ring做成的年表，並記錄幾件歷史上的大事，而Methuselah這棵已知最老的bristlecone pine比位於埃及Giza的金字塔還大300多歲。

Edmund Schulman在1953年的這兩次White Mountains之行找到了活超過4,000年的bristlecone pine，他稱它為Pine Alpha，至於是九月還是十月那次找到的並不清楚，但這並不重要。重點是，White Mountains成了他歡呼eureka的地方，也從此變成了他的主要目標，除了1954年因為身體健康因素無法成行，他從1955到1957這三年的夏天又都到這，並在1957年與另一位地質專家Maurice Edgar "Spade" Cooley一起找到了Methuselah這棵世界上最老的樹，經檢驗後超過4,600歲，之後在隔年三月的National Geographic Magazine刊登了Bristlecone Pine, Oldest Known Living Thing這文章(Figure 4.9)。

這天大的消息被刊登後，馬上吸引大批鄉民上White Mountains來朝拜Methuselah這世界上最老的樹。在歡喜的另一面，長久以來認為giant sequoia是largest and oldest living thing的粉絲們則難掩失望，oldest living thing這一項正式遭到了bristlecone pine的dethrone；此外，諾亞方舟的信徒們覺得Edmund Schulman是在妖言惑眾，因為那場世紀大洪水發生在大約4,000年前，之後萬物才開始重生，所以地球上不可能會有Edmund Schulman宣稱已經活超過4,000年的樹。

不過最令人遺憾的是，幾年後一位叫Don Currey的研究生在看了Edmund Schulman的這篇文章後，為了研究冰河時期而在Nevada的Snake Range無意間砍倒了一棵被稱為Prometheus的bristlecone pine，結果發現這棵樹比Methuselah還老！這不幸事件也是之後那地方會成立Great Basin National Park的重要原因，而Methuselah的確切位置在這事件後也以匿名方式保護。有興趣的話，可以看一下NOVA拍的Methuselah Tree這影片，Don Currey出現在27秒的地方。

雖然bristlecone pine的長壽消息震驚民間，但不少專家對Edmund Schulman稱bristlecone pine為oldest living thing並不認同，並紛紛對這說法提出挑戰，但全都無法得到Edmund Schulman的回應，因為他在這篇文章刊登出來二個月前的1958年一月就去世，而這個找到世界上最長壽樹木的人只活了49歲，而之後幾位LTTR研究bristlecone pine的人也都活得不久，讓人覺得這樹可能有curse。


Figure 4.11: 一個叫做Don Currey的研究生在看到Edmund Schulman發表於National Geographic Magazine的文章後大受啟發，為了研究冰河所以砍了Prometheus這棵位於現今Great Basin National Park的bristlecone pine，結果發現這棵樹比Methuselah還老的悲劇。遊客中心也有相關資訊，可以拿一份回去看。


Figure 4.12: Edmund Schulman稱這些長壽的bristlecone pine為Living Ruins，除了還活著的，也有一堆死去但拒絕腐化消失的樹，而這些死掉的樹在他死後提供跟活著的樹一樣或甚至更重要的貢獻。

所以bristlecone pine真的是oldest living thing嗎？其實有不少植物都活遠超過Methuselah的年紀，比如人見人愛的quaking aspen，最老的已經活了大約80,000年，不過這數字指的是樹根，如果你去檢查他的樹幹，只活了一百多年。樹根活了80,000年而樹幹只活了100多年的樹要算幾歲？另一個疑問也許是，為何樹根可以跟樹幹的歲數不同？如果樹根跟樹幹不同歲數，那這東西可以稱為是樹嗎？......樹的定義是什麼？

目前宣稱比bristlecone pine老的「樹」，都是clone的結果，也就是copy基因相同的生命個體進行無性生殖，包括quaking aspen。所以用比如oldest living nonclonal tree會是對bristlecone pine一個比較沒有爭議的說法，雖然多了nonclonal這字念起來很贅口就是。

那bristlecone pine憑什麼比所有其他樹更長壽而成為所謂的oldest living thing？Edmund Schulman曾經想說這樹會不會是因為內含什麼特殊物質(他用elixir稱呼這物質)，所以才活這麼久？如果我們可以提煉這elixir，也許在醫藥上會有幫助，甚至讓人類往長生不老之路邁向一大步。不過elixir這鬼東西並沒有被他發現，也沒有被之後的研究人員找到。

有很多原因讓bristlecone pine比其他樹更長壽，生長在tree line這種高海拔的艱惡環境是其中之一，因為大部分的樹無法活在這種地方，這使得這樹不需要跟其他樹競爭陽光以及水分，一些bristlecone pine生長的地方甚至連草都長不出來，而這種寒冷的地方也同時讓霉菌與病蟲更難生存；長得慢也是另一個長壽的原因，這讓樹的材質更密，真需要面對霉菌與病蟲的攻擊時也有更高的抵抗力。

「模組化」(sectored architecture)的生存方式也是特色，也就是不同部分的根只照顧不同部分的樹枝，如果某部分的根死掉了，這樹就讓相對應的樹皮與樹枝也死掉而長不出樹葉，不讓樹的其他部分幫忙搞南水北引，也因此這樹會看起來半死半活。即使整棵樹只剩下10%能運作(也就是整棵樹像Figure 3.4只剩下一點點樹皮)，這樹照樣活得好好的，但大部分的樹沒辦法在這種狀況下繼續活著。這種不顧形象的放給他爛生存方式，並搭配約每40年才換一次針葉(大部分的松樹每不到五年換一次針葉)，幫助bristlecone pine節省很多能量，也促成了這樹的長壽。


Figure 4.13: 樹木的年輪也可以做水流量與乾旱的預測，Edmund Schulman也曾經做過這研究。


Figure 4.14: 右邊這棵最常成為攝影師目標的bristlecone pine之所以扭曲成這樣子，很多人覺得是因為風的關係，果真如此的話左邊那棵3,500歲的bristlecone pine為何沒被風也吹成相同的樣子？右邊這棵並沒有被取樣，所以確實年齡不清楚，但一般推測跟左邊這棵歲數不會差太多。風也許多少有點關係，不過大部分專家認為是基因，也有人提出是因為這棵樹不同部分生長速度不同所造成，聽說還有人覺得是因為月球引力的關係。不管是哪種原因，都很難驗證。

如果我們將視野放大，會發現這些被Edmund Schulman找到的bristlecone pine是不是oldest living thing其實並不是那麼重要，在專家的眼裡，bristlecone pine真正的價值如下所述：

not that they were 'record' trees, not that they displaced the sequoias in longevity, not that they were extraordinarily beautiful in their appearance, not even that he was the most important discoverer of this fact of their age, but rather that they could do what he cared most about: function as the best proxies for Earth's climatic history.

然而以上這整段話只反應了Edmund Schulman在重建氣象資料這部分的貢獻，也是他死前的自我認知。如果我們從他去世時的1958年繼續看下去，會發現他死後在另一個領域也有相當重要的貢獻：這些bristlecone pine提供了radiocarbon dating所需的calibration，進而幫助考古學家解決歷史問題，並促成歐洲部分歷史的改寫。

Edmund Schulman死前並沒有看見bristlecone pine在radiocarbon dating的calibration上有重要貢獻，但故事如果就停在他最後找到Methuselah這oldest known living thing則是半吊子，甚至是錯過了Pinus longaeva最精彩的部分，所以就讓我們繼續往[5. Radiocarbon Dating]看下去。

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