人々が木の幹を切るとき、切断面には深い浅い同心円の年轮が見えます。これらの年轮は木の年齢に関係があり、毎年1つずつ増え、年輪と呼ばれています。年輪の最も顕著な特徴は、太さや曲がり具合に関係なく、深い年輪と浅い年輪が交互に並んでいることです。ですが、なぜ年輪に深い浅いの差があるのでしょうか？植物の成長や発達は、細胞の絶え間ない分裂によるものですが、太い木や曲がった木は多年生の双子葉植物だけであり、これらの植物では、茎の皮（韧皮部）と木部の間に形成層と呼ばれる特殊な組織があります。形成層から外側に分裂した細胞は皮（韧皮部）を形成し、内側に分裂した細胞は木部を形成します。しかし、それらの細胞の数は大きく異なり、内側に分裂した細胞の数は外側に分裂した細胞の数よりもはるかに多く、そのため木部は太くなり、皮の厚さはほとんど変わりません。さらに、形成層細胞の分裂速度は季節の影響を受け、周期的に変化します。春夏には気候が温暖で雨が多く、形成層で分裂した新しい細胞は大きくて多くなり、そのためこの期間に形成された木材は質が緩めで色が浅くなります。夏末から秋にかけて、気温や水分などの条件が植物の成長に適さなくなり、形成層の分裂速度が遅くなり、分裂した細胞も小さくなり、そのためこの期間に形成された木材は質が高く色が深くなります。冬には木が休眠状態になり、形成層の分裂が停止し、木の成長も停止します。まさに季節の変化が周期的に形成層の分裂速度を変化させ、私たちが見る年輪に深い浅いの形が生まれるのです。
しかし、すべての植物が形成層細胞を持ち、茎の太さを増やすわけではありません。実際、植物界では、裸子植物と双子葉植物だけにこのような形成層があります。例えば、多くの単子葉植物の草本植物は、形成層組織がないため、茎の太さを増やすことはできません。
深い浅い年輪には、植物学者だけが解読できる多くの情報が含まれています。実際、各年輪は幅の広い浅色層と幅の狭い深色層で構成されており、これらは自然界の「特殊文字」のように、木が成長していた地域の気候環境変化を忠実に記録しています。なぜなら、気候条件が良好な場合、木は良く成長し、木部が増え、年輪も幅広くなります。反対に、年輪が薄い場合は、寒冷、干ばつ、病害虫などの気候が悪かったことを示しています。これらに加えて、年輪を使って何年も前に死んだ古い木の生存年代を推定することができます。例えば、3年連続の干ばつは、木に3つの狭い年輪を形成し、同じ地域の同期間に生育した木すべてに適用されます。そのため、生きている木から干ばつが発生した正確な年を特定し、死んだ古い木から対応する年輪を特定することができ、古い木の生存年代を推定することができます。