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氈毛雪蓮 牛洋 攝（人民視覺）
雪層杜鵑 牛洋 攝（人民視覺）
全緣葉綠絨蒿 牛洋 攝（人民視覺）
為了在低溫時仍然能開花，有的植物進(jìn)化出了類似溫室的結(jié)構(gòu)，有的植物在體內(nèi)產(chǎn)生抗凍蛋白，體現(xiàn)了植物對生存環(huán)境的適應(yīng)。
梅花、冬櫻花、杜鵑花……哪怕是冰天雪地，也有植物開花。都說春暖花開，可是冰天雪地中為何也有植物開花？
植物開花、展葉、結(jié)實等，都是對其生存環(huán)境的適應(yīng)。在自然界，植物開花的目的是繁衍，實現(xiàn)自身基因的延續(xù)。在恰當(dāng)?shù)臅r節(jié)開花，能保證獲得更大的生存優(yōu)勢。冬天開花的植物，也遵循這條規(guī)律。
梅花等植物冬季開花是對溫度的一種適應(yīng)，它們早開花、早結(jié)實，可以避開夏季的酷暑。春夏秋季，溫度較高，昆蟲、鳥類等動物較為活躍，更容易幫助植物完成花粉傳播。然而，研究發(fā)現(xiàn)，即便是冬天，依然有蜂類、蛾類等傳粉動物在活動，雖然這些動物數(shù)量相比春天、夏天要少，但此時開花的植物也少，冬季開花的植物得以躲開激烈的傳粉競爭，成功實現(xiàn)繁衍。
事實上，在寒冷環(huán)境下開花，不是梅花等冬季開花植物的“專利”。在高海拔地區(qū)，雪蓮、綠絨蒿、杜鵑等高山植物也能在冰天雪地中開花。這些植物在高山低溫下開花需要有一套特殊的適應(yīng)本領(lǐng)：由于常年低溫，它們不得不進(jìn)化出類似溫室的結(jié)構(gòu)，讓花朵減少被凍壞的概率，實現(xiàn)種群延續(xù)。此外，通過增加不飽和脂肪酸和可溶性糖等物質(zhì)的含量或者誘導(dǎo)低溫抗凍蛋白，也可以避免細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損傷和代謝紊亂。
冰天雪地，植物也可以開花，但并不能說越冷越好。實際上，不管是冬天開花的植物，還是高寒地區(qū)開花的植物，開花時節(jié)都存在另一條規(guī)律：往往是在初冬或者冬末氣溫略微回升時，幾乎沒有哪種植物的花朵在深冬時節(jié)盛開。其實，類似梅花、蠟梅這些冬季開花的植物，遇到極端低溫也無法順利開花。并且，梅花、蠟梅等植物為了防止凍傷，還進(jìn)化出了先開花后展葉的特長，盡可能避免受到低溫傷害，因為葉片的耐寒性不如花朵。
我們在北方可以看到的冬天開花的梅花、蠟梅等植物，其實也是起源于冬天溫度相對更高的南方地區(qū)。只是隨著人類活動，一些更加耐寒的品種逐漸被引入北方。為了研究植物開花機制，科學(xué)家已經(jīng)探索了上百年。開花時間反映了植物對外界環(huán)境的一種適應(yīng)。溫度和日照長度是影響植物在不同季節(jié)開花的主要環(huán)境因素，有些植物需要經(jīng)歷低溫過程才會開花。研究發(fā)現(xiàn)，植物能通過感應(yīng)溫度、日照長度等環(huán)境信號的季節(jié)變化，在體內(nèi)產(chǎn)生一種叫“成花素”的蛋白，從而誘導(dǎo)植物進(jìn)行花芽分化和開花。
隨著對植物開花調(diào)控機制認(rèn)識的深入，如今我們可以通過調(diào)控生長環(huán)境、噴施植物激素等方法讓植物在特定時間開花，甚至通過分子篩選等手段，不斷選育出能在冬天開花的新品種。
（作者為中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員，記者楊文明采訪整理）
責(zé)任編輯：胡惠雯
