发布时间：2018-01-24 浏览量：4859 字体:【
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我们投身于瞬息万变的世界，忘了来时的路，何不在寒露里驻足，看秋日在霜降中结束，准备好，一起越冬。
——《小森林·秋冬篇》
上海的1月份，正是严冬时节。虽然外面还没有冰天雪地，不过人们都开始穿上大衣或者羽绒服了，屋子里也开启了空调。而北方的一些地区，冬天甚至会出现零下几十度的低温。大家有没有想过，没有手没有脚、不能穿衣服、不能搬家的植物是怎样熬过漫长寒冬的呢？
1月20日正是大寒节气，上海植物园科普老师赵莺莺为游客讲述“植物过冬的奥秘”，受到参与游客的热烈欢迎。在讲座里，科普老师分三部分为大家介绍了植物与严寒抗争的知识：1、大自然里的“冬天”：为大家介绍，在严寒的冬天，植物是怎么过冬的。2、地质史上的“冬天”：在地球的历史上曾有几个漫长的冰河期，对植物的生存造成了什么样的影响。3、种子库中的“冬天”：介绍我们人类利用植物抵御低温的本领来保存植物种质资源所开展的努力。之后，老师还为大家做了自然导赏，去了解上海植物园内的植物都是怎么过冬的。
大自然中的“冬天”
达尔文的进化理论是“物竞天择，适者生存”。不同的植物在漫长的进化中逐渐形成了各自不同的过冬方式。如果植物没有合适的方式过冬，那它们就灭绝了，被自然所淘汰了。这就是自然的选择。植物过冬的本领包括留火种、保根基、丢包袱、穿盔甲、贴秋膘等。
留火种——以种子过冬后再发芽生长
许多种子植物会以种子的形式，保持休眠状态，直到度过一段条件严酷的时期，如低温或干旱。其中多数一年生植物到秋天死亡，却能将光合作用的产物贮存在种子内，利用种子过冬，就像许多昆虫利用卵过冬一样，这都是对寒冷气候的适应。这些种子经由风力、水力、弹射或动物的携带等各种传播方式，传播到各处，在合适的时候发芽生长继续进行后代的繁衍。
保根基——用地下根茎存活过冬
那些多年生草本植物，它们个体寿命超过两年，可持续生长，多次开花、结果，有些地下根系或地下茎的形态正常，有些会发生形态变异，如宿根植物、球根植物、根茎类植物等，常见的植物有美人蕉、芍药、韭菜、莲藕等。它们会在冬季到来前把光合产物的营养物质贮藏到自身的根茎中过冬，毫不留情地“丢叶图存”，待到来年春暖花开之时，重新蓄积力量繁衍后代。
丢包袱——掉叶子来过冬
植物对温度的变化是非常敏感的，所以冬天的到来，气温的降低会导致它们体内开始发生各种化学反应。我们最常见的植物的表现就是——掉叶子。为免受冻害，植物常常会丢掉一些自身的包袱，最典型的就是叶子。
在秋风骤起之时，随着白昼变短，植物感应到气温的下降，于是它开始将叶片中的养分往枝条上输送，这时，叶片上产生了大量脱落酸，促使叶片脱落，同时，这种脱落酸也是一种休眠素，它们接到植物发出的命令后，被输送到枝梢尖端和侧芽，于是植物的生长点便被抑制起来，呼吸减弱，停止新陈代谢，进入休眠状态。
穿盔甲——用蜡质膜或油脂过冬
各种植物又有各自防寒御冻的特殊本领。常青绿树采取“穿甲戴盔”的方法傲雪抗严寒。例如松树、柏树有着独特的叶片结构，表面分泌出一层蜡质，表皮细胞壁比较厚，下皮细胞气孔可以自动关闭，形成角质层，筑成“铜墙铁壁”，避免水分的散发，既可御寒又可防止自身水分蒸发。其他如椿树、杏树、槐树等则分泌出胶质物以御寒防冻。不只是叶片，在寒冬腊月开花的蜡梅的花瓣也是蜡质的，不易被冻伤。
贴秋膘——增加植物细胞液的浓度抗寒
由于冬天气温的不断降低，根系的生命活动减弱，植物体内的含水量逐渐减少，细胞液的浓度逐步提高，从而避免了细胞结冰的可能性，使得自身能够安全过冬。植物又聪明地将藏在体内的蛋白质和淀粉“搬运”出来，在酶的作用下，这些蛋白质和淀粉会水解成可溶性的氨基酸和糖类，以增加植物细胞液的浓度，使其不易结冰，因而增强了抗寒的能力。
比如冬小麦、油菜等二年生植物，它们在冬前积累了大量糖分，以抵抗严寒的侵袭。不知道你是否留意过，着冻的土豆或地瓜味道往往较普通的更甜，为什么呢？这就是由于它们在冬天的时候体内蓄积了大量糖分的缘故。
地质史上的“冬天”
除了一年四季里年复一年出现的寒冷的冬天，其实在地球漫长的地质史上，还曾出现过三个“冬天”——温度持续下降的时期，地理学家将之称为冰河期，其中前寒武纪与古生代的冰河期持续了几千万年，新生代的冰河期则持续了两百万年。关于冰河期的成因学界至今仍无一定论，部份学者认为，可能和地球自转时，地轴周期性倾斜角度的改变，导致阳光照射量减少有关。冰河期的发生，至今仍是自然科学的一个谜。
普通的冬天，大自然里的动植物还能寻找各种办法扛过去，但是对于地质史上漫长的冰河期可就没办法了。不过幸好呢，冰川到来的时候并不是所有的大陆都被冰雪覆盖，由于山脉的阻隔，地势的差异，很多地方没有冰川分布，动植物可以在这些地方生存下来，动物也可以迁移到温暖的南方去。冰川期也只是相对的寒冷，不是一年四季都覆盖着冰雪，在夏季冰川会退缩，冬季重新袭来。
冰河期对地球最大的影响是改变了全球气候带的分布，导致大量喜暖性动植物种灭绝。但是还是有少数幸运儿存活了下来，例如在第四纪冰川期，水杉、银杉、红豆杉、台湾杉、银杏、珙桐等植物大部分灭绝，只有少量存活下来。存活至今的那些，现在被称为孑遗植物。
孑遗植物，也称作活化石植物，是指起源久远的那些植物。在新生代第三纪或更早有广泛的分布，而大部分已经因为地质、气候的变化而灭绝，只存在很小的范围内，这些植物的形状和在化石中发现的植物基本相同，保留了其远古祖先的原始形状。且其近缘类群多已灭绝，因此比较孤立，进化缓慢的植物。银杏、水杉、珙桐都是中国特有的孑遗植物，也是国家重点保护的一、二级濒危物种。
种子库中的“冬天”
随着人口越来越多，人类活动越来越频繁，城镇、农田范围越来越广，使得更多的动植物种类因为失去生存空间而绝种。有人认为，这就是地球史上的第六次大灭绝，而且它和过去的五次不同，它是由于人类的活动所造成的。为此，人们开展了很多保护动植物的行动。
目前，联合国粮农组织的清单里共有1400座种子库，包括挪威的“国际种子库”、中国的“中国西南野生生物种质资源库”，英国的“威克赫斯特千年种子银行”等。“中国西南野生生物种质资源库”以收集保存野生植物为主，重点收集保存珍稀濒危、特有和有重要经济价值和科学价值的物种。种子库以云南为立足点，覆盖西南(包括青藏高原)，同时向全国辐射，要建成一个国际野生生物种质资源的收集保护平台。在中国2010年上海世界博览会上，英国馆的建造中就使用了种子库里的种子。
植物过冬的本领就应用在种子库的建立中。种子能否保存以及保持活性的长短主要取决于种子的水分含量和储存温度，因此科学家们通过降低含水量和低温来长期储存种子库里的种子。野外收集来的植物种子，需要尽快地运送到库里，清理枝条、果皮等杂物，除去空瘪的种子，最后留下成熟健康饱满的种子。要保持它的活力，需要在干燥间进行干燥，降低种子的含水量。干燥过后的种子，装入密封容器内，最后被送进零下20摄氏度、能抵御炸弹袭击和辐射侵害的地下储藏室内。在这样的环境中，不仅不用担心种子发霉或者遭受病虫害，并且多数可以保存的种子都能在几十年乃至几百年的时间里仍保持较高的发芽能力。一旦某个植物物种在自然环境下灭绝了，还能够通过保存在种质资源库中的种子使其重生。
种子被收集来后，还得搞清楚种子的培育程序以便在需要的时候让它们发芽。这些种子的活性必须在不同的阶段进行测试，而不仅仅是估计。大多数种子可以分成两类。传统种子可以被干燥到很低的水分含量使得水在低温保存时不会结晶（这会破坏种子）。它们有自然的休眠特征，如果将它们保存在干冷的环境中，即使时间很长也不会破坏DNA，这样的种子可以在种子库里存几十年。但也有一些种子不能被干燥得太厉害，在低湿度和零度以下的温度里储存会受到伤害，必须不断耕种才能保存。除了湿度温度之外，还有其他令人头疼的问题，比如说香蕉这个被联合国粮农组织评估为第四重要（仅次于小麦，水稻、玉米）的物种，作为4亿热带人口口粮的香蕉没有种子。它只能以营养体保存，而且每隔几个月还得种回土壤里。
自然界有无穷奥秘，每个生命都值得被尊重。所以，人类应该积极采取行动，减少污染，保护动植物，学习如何与其他生物和平共处，在不断的自然观察和科学探索中，自然保护的理念就会慢慢萌芽，成为自然保护小达人。
文：赵莺莺 图：郭文英、网络图 审核：沈菁 责任编辑：黄梅林 编辑：彭钟林