钮世辉谈松柏为何能耐严寒
尽管冬天严寒荒凉,松柏依然屹立不倒,绿意盎然。在我国传统文化中,松柏被誉为坚强不屈的象征。对于许多人来说,他们常常对松柏如何度过寒冷冬季产生好奇。事实上,松柏之所以能耐严寒,是因为它们在生长节律、生理结构、生物化学机制以及基因表达等方面具有独特的适应性。
冬季对于大多数植物来说是一个巨大的挑战。严寒会导致冻害、干旱和光能过剩等问题。松柏却有自己的应对策略。它们的叶片呈针状或鳞片状,这种结构能够减少水分的散失。叶片表面覆盖的蜡质层不仅提高了防冻能力,还进一步减少了水分的蒸发。这使得松柏既耐寒又耐旱。
松柏在应对寒冷天气时展现出了强大的生命力。与阔叶树相比,松柏的针叶含水量较低,内部富含松脂,起到了“防冻剂”的作用。更令人惊奇的是,松柏的叶片在冬季会积累丰富的抗氧化物质,这些物质可以有效地清除有害的活性氧自由基,保护细胞免受冻害侵袭,同时参与修复冻害引起的细胞损伤。
除此之外,松柏还能通过调整生物钟来适应季节变化。从9月中旬开始,松柏就开始准备休眠,逐渐降低生理活动,进入深度休眠期。即使将它们移至温暖的室内,它们也不会“苏醒”,直到春季才逐渐复苏。这一特点为科学家们研究植物的抗逆性提供了重要的线索。
至于如何在生理活动基本停止的情况下防御光损伤,松柏也有自己的策略。入冬后,它们的叶片会变为灰绿色,减少对光能的吸收。松柏叶片还能通过改变光合器官的微观结构来减少对光能的捕获,并通过一系列独特的系统将过剩的能量消耗掉。这其中涉及到一种强光保护蛋白的大量表达,这种蛋白能够吸收或反射多余的光能,防止过剩光能导致的活性氧物质生成,从而避免细胞生理系统受到损伤。