每到寒冬臘月,千里冰凍,大地上幾乎難覓紅花綠葉的蹤影,不過也有一些植物是不怕嚴寒的“英雄好漢”,比如松樹、柏樹、云杉、白樺、榆樹等喬木,都是非常耐寒的。
在我國北方的冬天,雖然柳樹的枝條、松樹的針葉都被)東得發(fā)脆,但樹卻依然活著;生長在5000米高處的雪蓮花,面對皚皚白雪照樣能開出紫紅色的鮮花;白樺樹算得上最耐寒的種子植物了,曾經(jīng)有科學家將一株白樺樹放在溫度逐漸降低的環(huán)境里,它竟然經(jīng)受住了零下195℃的低溫考驗;在冰天雪地的南極,地衣依舊隨處可見,而且即使在零下198℃的條件下,它依然能自在地生存著。
為什么很多植物在嚴寒面前紛紛敗下陣來,而這些植物卻能笑傲江湖?面對嚴寒,它們到底有什么御寒秘招呢?
蓄積能量,減少消耗,是它們必須做好的第一門“功課”。春夏之時,植物生長旺盛,養(yǎng)分消耗多,但到了秋天,晝夜溫差大,植物生長緩慢,養(yǎng)分消耗就會減少。這樣一來,植物的葉子里就合成了大量的脫落酸,于是植物便不再萌芽、生長,葉子也紛紛掉落,養(yǎng)分也就被蓄積了起來。
關(guān)于落葉的原因,其實很好理解。秋冬時節(jié),得不到足夠水分的植物,如果讓葉子繼續(xù)蒸發(fā)水分,那么就會因失水而“渴死”,所以,維持生命正常運轉(zhuǎn)的最好的辦法就是讓葉子脫落,以保存植物體內(nèi)的水分。不過像松樹、柏樹、云杉這樣的耐寒植物,它們的葉子十分尖細,水分不易散失,因此即便在寒冬,它們依然可以正常生長并保持常青。
另外,你不要以為只有動物才會冬眠,其實不少植物也會冬眠,耐寒的植物更是如此。這些耐寒植物進入冬眠后就停止生長,這樣不僅能蓄積能量,還能減少消耗,而且讓內(nèi)部的生理活動得到加強,以便全力以赴迎戰(zhàn)即將出現(xiàn)的寒冬。所以,它們“睡”得越深,耐寒的本領(lǐng)就越強。
植物御寒必修的第二門“功課”,就是沉著面對結(jié)冰的威脅。
嚴寒危害植物甚至造成植物死亡的主要原因,是由低溫引起的植物細胞內(nèi)的結(jié)冰。植物細胞中的水分一旦結(jié)成冰晶,就會讓植物的生物膜和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞,許多生命活動無法進行。冰晶還會將細胞壁脹破,使植物遭到“殺身之禍”。面對細胞中水分結(jié)冰的威脅,御寒植物通常采用的妙法是——細胞脫水和合成抗凍物質(zhì)。
生物學家們發(fā)現(xiàn),生物體中含有的水有兩種,即自由水和結(jié)合水。自由水,就像我們平時看到的普通水一樣,可以自由流動,這種水大約占生物細胞內(nèi)全部水分的95%。結(jié)合水則以十分整齊的“隊形”排列在細胞內(nèi),與其他組織親密地結(jié)合在一起,不能被輕易分開。通常而言,自由水會在0℃的時候結(jié)冰,但結(jié)合水要在O℃以下才能結(jié)冰,因此,冬天的時候,御寒植物會想方設(shè)法地降低自由水的含水量,增加結(jié)合水的含量。
當減少自由水這種辦法不管用的時候,御寒植物就會使出更高超的功夫:將體內(nèi)的蛋白質(zhì)和淀粉轉(zhuǎn)化為糖分并溶于水,提高植物細胞液的濃度。研究證明,許多御寒植物的細胞內(nèi)都含有大量的特殊蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)能讓植物細胞水分的凍結(jié)溫度下降15℃呢!
當然,除了這些必修“功課”,御寒植物還有很多辦法來抵抗嚴寒,比如松樹、柏樹的樹皮和葉子表面會分泌出一層蠟質(zhì),既可御寒又可防止自身的水分蒸發(fā);椿樹、杏樹等也能分泌出膠狀物質(zhì)以御寒防凍;等等。
編輯:諶燕