人们防寒有办法,植物挨冻怎么办?( 二 )


人们防寒有办法,植物挨冻怎么办?



对于草本植物来说 , 也会采用类似的“穿衣”行为来御寒 。 例如我们熟悉的大白菜 , 在入秋种植时 , 它是以基生莲座叶 , 以及散叶的状态生长的 , 这样有利于尽可能的吸收光能 , 合成有机物 。 而当入冬之后 , 大白菜的新生叶片 , 就一片片的拳卷起来 , 形成了一个结实的叶球 。 这层层叶片 , 就好像层层衣服一样 , 保护着幼嫩的生长点免受低温的侵害 。 我们常见的卷心菜也有类似的结构 。
人们防寒有办法,植物挨冻怎么办?



一些草本植物的地下部分也能产生类似的结构 。 例如我们熟悉的大蒜、洋葱 , 以及风信子等花卉 , 在入冬后虽然地上部分枯死了 , 但是会在地下长出一个由层层鳞叶包裹着的鳞茎 , 以此越冬 。
加些“防冻剂”

不过“穿衣”虽能一定程度上抗击寒冷 , 但是对于较长时间的低温 , 以及低于零度的严寒 , 这一策略还是有些捉襟见肘 。 因此 , 在采取上面策略的同时 , 植物还会改变自身细胞的成分来对抗低温 。
前面说过 , 低温最大的伤害 , 是在细胞内产生冰晶直接杀伤细胞 。 因此 , 植物会在细胞内累积“抗冻剂” , 让细胞内的水分在低于零度时也不至于结冰 。 在植物体内 , 最为重要的抗冻剂是糖类 。 当植物受到低温刺激时 , 会在液泡内累积更多的糖分 , 以此降低细胞液的冰点 。 入冬后的甜菜根、经霜的青菜、大白菜、萝卜等会变得更甜 , 正是这个道理 。
人们防寒有办法,植物挨冻怎么办?



细胞液中的糖分不仅能够单独存在 , 有些时候还能和其他物质结合 , 以糖苷的形式存在 。 最常见的 , 就是花青素的糖苷形式——花色苷 。 有些植物在经过低温后 , 叶色会变深 , 这正是花色苷累积的缘故 。 累积的花色苷能够吸收阳光中更多的短波长组分 , 以此保护低温下生理活动下降的叶片不被阳光灼伤 。
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除了糖类之外 , 植物还会在细胞内累积脯氨酸等氨基酸甚至肽类成分 , 这些都能和糖类一样起到降低冰点、保护细胞结构不被冰晶破坏的作用 。
修炼“内功” , 自己产热

除了上面这些“常规”的防寒方式外 , 一些植物还演化出了一些“非常规”的方式来抵御低温 , 其中最令人惊异的 , 就是一些植物也可以像动物那样 , 依靠主动产热来应对寒冷的环境 。
人们防寒有办法,植物挨冻怎么办?



我们知道 , 生物体通过呼吸作用分解有机物时 , 会释放热量 。 不过对于植物来说 , 它的呼吸速率太慢了 , 以至于产生的热量微乎其微 , 无法像恒温动物那样能够大量产热 。 不过 , 一些植物 , 尤其是天南星科植物 , 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 , 让呼吸过程加快 , 从而大大提高呼吸速率 , 进而产生大量的热 。 例如分布在我国北部和北美地区的臭菘 , 它的花序常常需要冒雪开放 , 周围气温几乎接近零度 。 然而 , 通过这种特殊的生理过程 , 它花序内的温度可以持续数天维持在20℃以上 , 足以抵御寒冷的侵袭 , 并且还有助于花序气味的扩散 , 以此吸引那些数量稀少的耐寒昆虫前来传粉 。 这种维持组织高温的能力 , 即使是在动物世界中 , 也是足以令人惊叹的 。

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