上官法智 杨梅

扛住低温的第一个妙招:变成矮个子

寒冷对植物的伤害很大:一是会冻伤植物的细胞组织,另一方面会阻碍植物新陈代谢的进程。为了抵御严寒,植物们想出了各种妙招,比如长得矮一点。

如果你留心观察,会发现苔原植物家族真是名副其实的“植物小矮人”——多数身高不超过6厘米~8厘米,还没有大拇指长呢!

别嘲笑苔原长得矮了,矮个子好处其实很多:头顶上的冷风不容易吹进来,因此在相对低矮的地表环境中温度相对较高。

比如科学家发现挪威虎耳草头上2米的空中温度只有0.5℃,而在距离地面1厘米的地表温度竟然可达3.5℃!而在几朵花的花苞之间,温度可达6℃。所以说,植物要是能够深藏在灌木丛或者石缝中,局部温度差异可以达到近22℃呢!

寒冷地带的地衣植物生长得非常慢

挪威虎尾草别看个子矮,抗冻能力一流

槲叶雪兔子上面的绒毛好比它的保暖衣

绒毛就是保暖衣

同许多动物一样,很多个体挤在一起,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,保证花和果实这类重要的繁殖器官加速成熟且不受冻害。

北极罂粟就是“太阳灶类”植物,可以反射太阳热量

花瓣生成太阳灶形状

一些极地植物开花需要的最低温度在30℃~8℃之间,而大量绽放需要5℃~12℃的气温。为了追踪温暖的阳光,一些植物花瓣构成了“太阳灶”一样的反射镜形状,每日随着太阳在天空的位置而转动花的方向,这就是极地植物中着名的“太阳灶类”植物。研究显示,这种方法能有效提高温度10℃左右,比较着名的北极“太阳灶类”植物就有山地仙女木木和北极罂粟。

独一味的花朵颜色很深,能吸收更多的热量

深色花朵可以提高温度

利用颜色也是极地植物不会错过的招数。一些花朵的温度会随着颜色变深相应提高,相比于浅色花,一些深色花将温度提升4.2℃。温度的增加可以加速花的成长发育,也能显着提高传粉效率,吸引那些追寻温暖的昆虫为其传粉。在高山环境地区,各类深色甚至近黑的花也不少见。

无舌千里木就呈现卷心菜形状,可以更好地保温

卷心菜结构的花朵可以降低夜间温度

夜间急剧下降的温度是这些植物首要面临的问题。巨大的莲座叶可以相互折叠形成卷心菜的形状,保护卷叶内部的花芽不会受到夜间低温的伤害,一些物种甚至还会在入夜后向内卷曲叶片进一步隔绝冷空气。此外,卷心菜的构造使得植物外部的结构即使被破坏死掉,也能保护内部的茎叶不被冻伤。

分泌液体减缓降温

部分高山植物还会分泌粘性液体,利用液体比空气散热慢的特点,保护了对于低温侵害十分敏感的花芽。在这些保护措施下,即使外面气温低于零度,植物内部气温依旧能够达到2℃以上。

(本文来自中科院“科学大院”微信公众号)