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【博物】植物御寒大法:八仙过海

来源: 新天水2023-03-02 14:50:16

【博物】植物御寒大法:八仙过海

来源: 新天水2023-03-02 14:50:16


□祁云枝

“秋初露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒”,季节,以自己的频率,行走在越来越冷的道路上。冬天,又一次和我们相遇。

人冷了会做什么?添加衣物,哈手、跺脚、运动,或者,干脆躲进有暖气的屋子……没有腿,无法移动的植物,只能直挺挺地硬扛吗?

别担心!面对寒冷,植物早已修炼出奇妙的御寒本领。和动物一样,植物的生命周期里,时刻充满着未知的挑战,严寒酷暑,只是植物成长道路上的加油站。

如果,寒冷是一片海,且看植物是怎样八仙过海,各显神通的。

脱衣御寒。和人类穿衣御寒相反,一些植物在寒冷到来之前,会脱掉“衣服”——将身上的树叶一一脱落,轻装上阵,抵御严寒。

让自己光秃秃地裸着,是很多落叶乔灌木度过寒冬的不二选择。冬天,行走在北方的大街上,光秃秃裸露着枝条的行道树:国槐、法国梧桐、栾树、楸树、杨、柳、苦楝、合欢,以及花灌木:忍冬、接骨木、黄刺枚、紫丁香、连翘、山梅花、锦鸡儿等,用自己绝对的“素颜”,涂抹出这个季节特有的表情。

仔细看,冬天里植物落掉的叶子,大多是扁平而宽大的。叶子的面积越大,分布的气孔就越多。可别小瞧小小的气孔,它们如一台台微型抽水机,会蒸腾掉植物体内大量的水分。所以,为了减少体内水分的消耗,减少从叶面蒸腾中散失的热量,落叶乔灌木会果断做出“舍末保本”的决定:把自身美丽的叶子“衣服”,当成累赘和包袱,一一脱掉——在叶柄下部组织内,产生离层细胞,使叶子快速脱落,逐渐进入素颜的冬眠中。

冬天来临后,太阳越来越远,植物体内的能量,已经入不敷出了。因此,植物在落叶的同时,会让自身的含水量逐渐下降。所以,我们在冬天看到的植物大多都是枯萎的,这正是它们挤干了身体里的水分而进行的自我保护。

自然状态下,飘落的树叶,像一层蓬松的棉被,覆盖在其脚下草本植物的身上,不仅利于自己越冬,也帮助了脚下的小草御寒。

穿甲戴盔。落叶乔灌木仅仅靠脱去树叶,就能安然过冬吗?也不完全正确。一些植物会别出心裁地为自己的冬牙“穿甲戴盔”。

我们最容易观察到的一种“盔甲”——毛绒“大衣”,就穿在玉兰树的花芽上。花芽,也就是我们常说的花骨朵。玉兰树先开花后长叶,它的花芽在上一年的秋季就形成了。玉兰树为新出世的花芽,包裹了一层银色苞片,随着苞片的长大,季节也由秋入冬。此时,为了御寒,苞片上会逐渐长出细密的绒毛。穿上绒毛大衣的花芽,安然开启休眠模式,自然屏蔽掉严冬的侵袭。当早春能量逐渐积聚时,花芽便从冬眠中苏醒,继而舒展白色的花瓣笑迎春天。

银芽柳棉花般的芽鳞片,和玉兰树御寒的绒毛大衣如出一辙——叶片脱落的同时,枝条顶端芽的周围,会生出一些小而层叠的鳞片,可以是毛状,也可以是海绵状,或者,是质地厚硬的蜡质。总之,它们会将芽包裹起来,这就是所谓的“芽鳞”。

再来看看我们身边的常绿植物,它们是如何在大冬天里保持容颜“常青”的。

凑近松树的枝叶细看,这些叶子变得尖尖的如一枚枚缝衣针。变成针叶的目的,正是为了缩小叶子的面积以减少水分消耗。柏树鳞片状的叶子也很小,只有1到3毫米。为了御寒,冬天里,常绿植物松柏的针叶和鳞叶还会给叶子穿上一件件蜡质外衣。穿上御寒衣的叶子不仅不再是包袱,在天气晴朗的冬日,还能够利用阳光进行光合作用,制造营养。樟树和冬青的叶子虽然扁平,但在叶片表面上,也覆盖着一层蜡。

在显微镜下观看,松柏叶子表皮的细胞壁较厚,下皮细胞孔可以自动关闭,天然筑成“铜墙铁壁”似的角质层,避免水分蒸发,可以抵抗零下三四十摄氏度的严寒。

“大雪压青松,青松挺且直”,是冬日里松柏精神的真实写照。与白雪相互映照的针叶和鳞叶,泛出翠绿的光芒,这生命葳蕤的光,会瞬间给予人喜悦,并激发出人们对于抗寒勇士的尊重。

建地下粮仓。身单力薄的草本植物遭遇寒冷时,也不会坐以待毙。如果仅仅依靠飘落在身体上的大树叶子御寒,是不靠谱的,因为树叶儿可遇而不可求,也许一阵风就刮跑了。草儿们看着头顶稀疏的落叶也在动脑筋想办法:“大冬天,我要是能把叶芽往土里藏深点,盖上厚厚的土被子,不就暖和了?”一些草本植物这样做了,但问题也随之而来:叶芽藏在地底下越冬,是够温暖,但如果春天到来时,地上没有营养输送给叶芽,它们无法钻出地面啊!于是,一些植物在秋天就着手在土里给叶芽建粮仓。开春后,坐依粮仓吃饱喝足了的叶芽,在大气温度和太阳的召唤下,开启了新的征程。

土豆、红薯、山药、魔芋、红白萝卜、大丽花和牧草等,它们胖乎乎、肉墩墩的根茎,就是植物为自己越冬建立的粮仓。当然,这些富含营养的根茎,现在大都成为人类的滋补品。

细究一下,会发现这些“粮仓”的出处,不一而足,是任由小草们自由发挥的。有的主根直接肉质化,像我们常见的胡萝卜和白萝卜;有的由侧根膨大形成,如红薯,所以,刨出一株红薯苗会发现很多个红薯;土豆和芋头是由茎膨大形成的,红薯和土豆上那一个个凹陷的小坑,就是将来芽子的露头之处;百合、水仙和洋葱等,则是由鳞片状的叶子彭大而成,具体叫鳞叶。叶芽,被鳞叶紧紧包裹在里面。

用种子过冬。草本大家族里有一类特殊成员,那就是一年生植物,像狗尾草和一年蓬,只有一年的寿命,所以,它们其实不存在过冬这一行为。寒冷来临时,它们在地上的部分枯萎之前,这些植物已经将光合作用的产物储存在了种子里。它们的后代——难以计数的种子,会随风、随小鸟、随动物的皮毛乃至人类的衣裤,传播至四面八方,顺利完成对种族的延续。来年,在暖阳与和煦春风的呼唤下,从种子里又会生出自己的一世繁华,尽管这繁华只有短短的几个月。

这似乎是一种更为高级的地上越冬方法,种子一般都有相对较硬的外壳,种子里的水分极少,储存着丰富的营养物质。秋季成熟后的种子,在冬季里休眠,在开春时萌芽,这大概是植物越冬的最高境界吧!

还有一些植物如韭菜和莲藕等,会布局“两条战线”与严寒抗争。一方面结籽传宗;另一方面毫不留情地“丢叶图存”,第二年再发新芽。

变身化学家。叶子脱落、枝条干枯,是我们在冬天里能看到的植物最明显的变化,植物体内我们看不见的变化还有哪些呢?

有一些植物,既不将营养物质储存在根系里,也不储存到种子里,而是储存在植物体内,通过体内一系列化学反应来应对严寒。譬如冬小麦和油菜等两年生植物,从入冬开始,小麦和油菜俨然变身化学家,体内会发生一系列化学反应,如产生类似于促使人类睡眠的物质——冬眠素。

想必大家都知道,霜降后的大白菜和红薯比较好吃。这是因为经霜后,大白菜和红薯在抵抗寒冷时,会将体内的淀粉转化为易溶于水的葡萄糖,大大提高了白菜和红薯的口感。糖分子不仅可以降低冰点,还有巨大的表面活力,可以吸附在细胞器的表面上,减弱它们的生命能力。细胞内糖多,渗透压增大,保留的水分就多,水分外出结冰的机会就少。

有趣的是,大白菜和卷心菜在行使“化学家”这一职责时,还不忘把新叶一层层包裹起来,形成一个好看而耐寒的叶球。

直接发热。脱衣御寒、穿甲戴盔、建立粮仓、用种子过冬以及变身化学家,都是植物常规的御寒方式,一些植物竟然会用别出心裁的方式抗击低温。最令人惊讶的,便是植物可以像动物一样,依靠主动产热来应对严寒。

通常,生物体通过呼吸作用分解有机物释放热量。但对植物来说,它的呼吸速率太低,以至于产生的热量微乎其微,无法像恒温动物那样大量产热。但有例外,在天南星科植物中,就有好多产热高手。它们能够通过一种名为“抗氰呼吸”的特殊代谢方式,利用线粒体中特有的交替氧化酶,促使呼吸加快,大大提高了呼吸速率,从而产生大量的热。

荀子说:“岁不寒,无以知松柏,事不难,无以知君子。”植物,正是用以上形形色色的御寒本领,书写着它们迷人的生存智慧。

责任编辑: 孙有生
编辑:刘蕾
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