为什么植物会在冰天雪地里开花?

为什么植物会在冰天雪地里开花?

梅花,冬季樱花,杜鹃花...即使在冰天雪地里,也有植物开花。都说春暖花开,可是为什么植物会在冰天雪地里开花呢?

植物的开花、展叶和结果都是对其生活环境的适应。在自然界中,开花植物的目的是繁衍后代,实现自身基因的延续。适时开花可以保证更大的生存优势。冬天开花的植物也遵循这个规律。

冬天的梅花等植物是对温度的一种适应。它们开花早,结果早,可以躲避酷暑。春夏秋三季气温较高,昆虫、鸟类等动物更活跃,更容易帮助植物完成花粉传递。然而,人们发现,即使在冬天,仍然有蜜蜂和飞蛾等传粉者。虽然这些动物的数量比春夏少,但此时开花植物较少,冬季开花的植物可以避开激烈的授粉竞争,成功繁殖。

事实上,在寒冷环境中开花并不是梅花等冬季开花植物的“专利”。在高海拔地区,雪莲、铜绿绿绒蒿、杜鹃等高山植物也能在冰雪中开花。这些植物需要一套特殊的适应技能,才能在高山低温下开花:由于常年低温,它们不得不进化出类似温室的结构,可以降低花被冻坏的概率,实现种群的延续。此外,通过增加不饱和脂肪酸、可溶性糖等物质的含量或诱导低温抗冻蛋白,也可以避免细胞膜的结构损伤和代谢紊乱。

植物即使在冰天雪地里也能开花,但不能说越冷越好。其实花期还有一个规律,无论是冬季开花的植物,还是高寒地区开花的植物:往往是在初冬或冬末气温略有回升的时候,几乎没有植物在冬末开花。事实上,梅花、腊梅等在冬季开花的植物,遇到极端低温就无法顺利开花。而且梅花、腊梅等植物为了防冻,进化出了先开花后展叶的特长,尽量避免被低温伤害,因为叶子的耐寒性不如花。

我们在北方能看到的梅花、腊梅等植物,其实起源于冬季气温相对较高的南方。只是随着人类的活动,一些更耐寒的品种才逐渐传入北方。为了研究植物的开花机制,科学家们已经探索了几百年。

开花时间反映了植物对外界环境的适应。温度和日照长度是影响植物不同季节开花的主要环境因素,有些植物开花前需要经历一个低温过程。发现植物可以通过感知温度、日照长度等环境信号的季节性变化来诱导花芽分化和开花。

随着对植物开花调控机制的深入了解,现在我们可以通过调节生长环境、喷施植物激素等方法,使植物在特定的时间开花,甚至通过分子筛选等手段,不断选育出能在冬季开花的新品种。