文/許若時(shí)
太陽(yáng)的腳步越來越低,大自然正無(wú)聲無(wú)息地為迎接冬天做著準(zhǔn)備。寒冷對(duì)于很多生物來說關(guān)乎性命的,不及時(shí)做好準(zhǔn)備,恐怕很難度過寒冷的冬天。而智慧的大自然賦予那些生物們御寒的本領(lǐng),讓它們可以順利度過寒冷季節(jié),等到春天來臨的時(shí)候,又可以煥發(fā)生機(jī)。我們知道動(dòng)物有不同的過冬方式,有的動(dòng)物會(huì)遷徙,有的動(dòng)物會(huì)冬眠,有的動(dòng)物會(huì)換上厚重保暖的皮毛。那么那些不能動(dòng)地方的植物要如何應(yīng)對(duì)寒冷的冬天呢?其實(shí)植物也有自己的過冬“秘訣”,讓我們一起來看看它們?nèi)绾胃黠@神通吧!
樹葉變黃、脫落是秋季典型的景象,這是一些樹木或灌木為了度過嚴(yán)冬而做出的妥協(xié)。落葉對(duì)植物過冬會(huì)有怎樣的幫助呢?一片葉子飄落下來都經(jīng)歷了什么呢?
其實(shí),即便是在枝繁葉茂的夏日,我們也會(huì)時(shí)常看到葉子從樹上落下來,可能由于缺水、蟲害,這種葉子脫落是樹木新陳代謝的一部分。由于生長(zhǎng)素的作用,在枝頭的生長(zhǎng)點(diǎn)或芽點(diǎn)很快會(huì)長(zhǎng)出新的枝條或葉子。隨著氣溫和土壤溫度降低,日照時(shí)間減少,聰明的樹木預(yù)感到嚴(yán)酷的冬天將要來臨,是時(shí)候采取措施、做出應(yīng)對(duì)了。如果植物缺少養(yǎng)料,就會(huì)開始產(chǎn)生“冬眠素”,使樹木的生長(zhǎng)素被抑制,從而減少養(yǎng)料的消耗。這時(shí),樹木不再長(zhǎng)出新枝葉。這就是聰明的樹木應(yīng)對(duì)冬天的方法。
聽說過葉綠素嗎?綠色植物之所以看起來是綠色的,正是因?yàn)槿~片中含有葉綠素。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ):光能被葉綠素吸收,轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,并最終將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(主要是碳水化合物)和氧氣。產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被輸送到植物的各個(gè)部位,而氧氣則被釋放出來。
溫度降低,植物葉綠素的合成會(huì)受到抑制,為了最大限度地利用資源和養(yǎng)料,植物會(huì)將葉片內(nèi)含有的葉綠素分解,變成植物所需的養(yǎng)分,并將養(yǎng)分從葉片轉(zhuǎn)移至其他部位。這樣,葉片中漸漸沒有了葉綠素,一直被掩蓋的葉黃素和胡蘿卜素方才得以顯現(xiàn)出來。于是,我們可以看到葉片變成了黃色、橙黃色。
天氣變冷,土壤溫度降低,雨水減少,植物根系吸水的能力大大減弱,加上葉綠素的減少以及日照時(shí)間縮短,受這些條件的影響,葉柄基部的細(xì)胞發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生一層小的薄壁細(xì)胞。這種細(xì)胞的細(xì)胞壁呈“膠化”,細(xì)胞成為游離狀態(tài),支撐力比較弱,當(dāng)受重力作用,或者被風(fēng)吹動(dòng),葉片就從離層位置脫落了。隨后,下面的幾層細(xì)胞開始“栓化”,細(xì)胞壁變得不透氣也不透水,在脫落處形成保護(hù)層,這樣可以避免水分散失,同時(shí)防止細(xì)菌或病蟲侵入。
植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的進(jìn)化,形成了落葉的習(xí)性,得以順利度過寒冷或干旱季節(jié),保存生命力。古人說“落紅不是無(wú)情物,化作春泥更護(hù)花”,這又是什么道理呢?葉片離開枝頭,落在周圍的土壤中,隨后在微生物分泌的酶的作用下,會(huì)分解為植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素,被植物重新利用。 同時(shí)在微生物分解落葉的過程中還會(huì)產(chǎn)生一些小分子有機(jī)物,使得土壤更為疏松,更利于植物生長(zhǎng)。
對(duì)于多年生草本植物來說,度過嚴(yán)寒的辦法是“壯烈犧牲”,不過犧牲的只是植物的地上部分,也就是莖和葉。深秋來臨,莖葉變黃枯萎,看起來已經(jīng)死掉了,但埋藏在地下的根還頑強(qiáng)地活著。待到下一年春回大地,又會(huì)有新的植株鉆出土地,開花結(jié)果,周而復(fù)始。正所謂“一歲一枯榮”。
在北方的冬天離,如果你路過某一個(gè)花壇,扒開厚厚的積雪,或許會(huì)發(fā)現(xiàn)下面居然還藏著綠綠的植物,弱小的植物密密地?cái)D在一起,即便在零下二十多度的環(huán)境中,也能很好地存活下去?;⒍?、白車軸草就是這樣的植物,它們的主根比較粗壯,側(cè)根和根須也很發(fā)達(dá),糾纏在主根周圍,形成一個(gè)龐大的家族。這些矮小、稠密的根莖中間能長(zhǎng)久地儲(chǔ)存空氣,在嚴(yán)寒季節(jié)起到保溫的作用。抱團(tuán)取暖使得它們具有非常強(qiáng)的抗寒能力,冰雪消融時(shí),就會(huì)露出綠油油的一片。
生長(zhǎng)在寒冷地區(qū)的植物,在長(zhǎng)期與低溫“過招”的過程中,逐漸形成特有的形態(tài)來抵御嚴(yán)寒。松樹、柏樹這樣的針葉類植物,針形葉片可以大大減少水分的蒸發(fā),氣溫降低后還會(huì)在針葉上形成一層厚厚的蠟質(zhì),像穿上一層冬衣,既可以御寒又可以進(jìn)一步防止水分散失,雖然處在零下二十幾度的低溫,依然保持蒼翠綠意,不畏風(fēng)雪侵襲。
冬天來臨,溫度很快降到零度以下,我們平時(shí)很熟悉的蔬菜是如何過冬的呢?我們都知道,溫度降到零度,水就要結(jié)冰,但糖水要到零度以下才會(huì)結(jié)冰,而且糖的含量越高,冰點(diǎn)就越低。一些蔬菜和水果就在進(jìn)化過程中“摸索”出“變甜抗寒大法”,低溫環(huán)境使得白菜、蘿卜將體內(nèi)的淀粉轉(zhuǎn)化成糖分,從而增強(qiáng)自身抵抗寒冷的能力。因?yàn)楹橇扛?,冰點(diǎn)溫度就低,零下15 度白菜才會(huì)凍壞,而蘿卜在零下20度仍安然無(wú)恙。是不是很震驚,難以想象在那么低的溫度下,這些蔬菜還能保護(hù)好自己吧,而且,這時(shí)的白菜和蘿卜吃起來還會(huì)特別甜!
還有些植物無(wú)法度過寒冬,但是它們會(huì)在秋季將種子盡可能地傳播,將生命的基因重新落地生根,繁衍生息。留存下來的,無(wú)論是種子,還是根,或是整株植物,都會(huì)采用“冬眠”的方式度過嚴(yán)寒。待到春風(fēng)送暖,萬(wàn)物復(fù)蘇,生命又將以最旺盛的方式展現(xiàn)出勃勃生機(jī)。
小學(xué)科學(xué)(學(xué)生版)2021年11期