冷冷冷!你还有秋裤羽绒服,植物咋办?

来源: 科普中国-科普融合创作与传播 日期:2021-02-16

  冬至过后,迎来了更为寒冷的一二月。好在笔者(一木吃货小分队)早用了一整年的美食给自己囤积了厚厚的脂肪来抵御寒冷,如果再能围着火炉子烤个小火,烧个红薯,煮杯热茶,那是冬天才有的惬意。

  在人类历史上,面对寒冷并不是一开始就这么惬意。在百万年的进化中,人类皮肤因为散热需要脱下厚重的毛发系统,却又为了获取空间和食物不得不又穿上了各种兽皮,征战更北或者更高的寒冷之地。直到近百年间在各种科技的加持下,吃饱喝足的人类才真正踏上了南北极和各大洲的高山之巅。

  

  平龙胆Gentiana depressa与雪山(摄影:上官法智)

  面对寒冷的征战对于人类尚且艰难,对于植物而言又岂是容易!为了争夺阳光和养分,许多植物也早在数亿年前便踏上了向寒冷地区,南北极圈或者高山,不断进击的旅程。

  南北极和地球上各大陆的许多高山区域,因为温度、水分等条件使得几乎没有多少树木能够生存,取而代之的是各种低矮灌木草丛和大量地衣苔藓组成的植被,苔原也因此得名。在地球的表面有着近2500km²被极地苔原所覆盖,这是地球上真正的最为酷寒之地。

  

  北极圈的植被(图片来源https://daac.ornl.gov

  在向极地大陆生存挺进的过程中首先需要挑战的困难是低温,一方面低温会冻伤植物的细胞组织,另一方面它会阻碍植物生理代谢的进程

  对于极地植物来说,它们恐惧的不是冬天的冰寒,而是夏天低温带来的刻骨铭心。

  冬季冰霜期,植物会降低体内含水量,增加抗冻蛋白,全面进入休眠状态,挺一挺冬天就过去了。

  春季是它们的生长期,也是生存挑战的开始。极地区域日均温度很少能超过13-18℃,经常徘徊在5-8℃之间。如格陵兰岛最温暖的区域,在最温暖的月份平均温度依旧低于10℃,而一年平均只有2-6个月均温高于零度。还要面临时常光顾的倒春寒,因此每一种保暖增温的措施对于极地植物而言都是至关重要的,即使只是很小的温度上升,也能在植物争分夺秒的生长季节起到关键作用,从而获得生存发展的生机。为了抵抗低温,极地植物进化出了一系列有趣而又实用的策略。

  在这里,长得高,可能会活不下去

  多数苔原植物身高不超过6-8cm,头顶上的冷风不容易吹进来,在相对低矮的地表微生境中有相对较高较稳定的温度,保障生长进程能够快速开展。

  科学家发现挪威虎耳草Saxifraga oppositifolia在它2m上空中温度只有0.5℃,而在1cm的地表温度可达3.5℃。而在数朵花的花苞之间,温度可达6℃。还有一些研究发现一些植物利用环境条件如深藏在灌丛或者石缝中,可以使得局部温度差异达到近22℃

  

  挪威虎耳草 (图片来源:维基百科)

  在低矮的地表,懂得盖被子也是重要的技巧。

  许多植物在萌发时将自己藏在多年死亡掉落的老叶中,大程度上降低了寒冷对植物生长带来的不利影响。有的时候面临突如其来的低温寒流,冰雪形成的天然冰壳也是重要的保温层,就像北极爱斯基摩人的冰屋,可以很大程度上隔绝极端低温带来的影响。

  秋裤好,极寒地区的植物都知道

  同许多动物一样,如果很多的个体挤在一起,并且全身披满绒毛和长毛无疑是很好的保暖策略。这在极地植物中十分常见。这些绒毛不仅仅保护植物度过寒冬,在开花结果期间也起到关键作用,保证花和果实一类重要的繁殖器官加速成熟且不受冻害。

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