聪明的桂树,开着聪明的花
发布时间:2021-10-19
出品:科普中国
制作:慕云深
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  1018日之前我的心情:没有桂花的杭州城就像没有星星的夜空,再美丽也终是空洞。

  1018日,我的心情:杭州的桂花终于开了!香!

  俗话说“八月十五桂花香”,而今年的桂花开花已经足足晚了一个月。

植物开花是由什么因素决定的呢?

  

  杭州的桂花图片来源:维基百科)

  植物的生长分为两种类型:营养生长和生殖生长

  所谓营养生长,就是植物尽量地增加自己的根、茎、叶等营养器官,以便能够吸收或制造更多的营养;而生殖生长指的是植物开始考虑自己的“个人问题”,准备开花结果,繁殖后代。

  如果把营养生长比作“立业”,那么生殖生长就是“成家”。对于人来说,考虑什么时候成家是一件大事,对于植物也是这样:每种植物都会慎重地决定自己的开花时间,以争取对环境资源利用效率的最大化。

  

  图示玉米的两种生长阶段:VE-V10,营养生长;VT-R6,生殖生长。不同植物有着不同的转换生长模式的机制

  图片来源:dekalbasgrowdeltapine.com

  人们很早就知道,日照长短能够影响植物的开花与否。所有的开花植物可以大致分为三类:长日照植物(短夜植物)、短日照植物(长夜植物),以及中性日照植物。

  

  短日照植物与长日照植物的开花示意图图片来源:orbitbiotech.com

  简单来说,长日照植物只有在日照时长达到一定程度时才开花;日照植物则正好相反,必须是日照短于某一时长时才开花中性日照植物对日照时长不敏感,开花与否与日照长度无关。

  很多起源于高纬度地区的植物,它们需要度过寒冷的冬季,在春天来临、环境适宜时抓紧机会开花结果。因此,它们往往是长日照植物,因为白昼变长是春天来临的信号。

  例如,大白菜是一种长日照植物,秋天播种,要到第二年春天日照变长时才开花。但如果在大棚里给予24小时持续光照,则在播种后一个月就可开花。

  而起源于低纬度地区的植物,它们所处的环境比较温暖,多数时间都可以利用阳光获取营养;而当它们感受到日照变短时,就说明冬天要来了,此时它们就开花结果,用种子休眠的形式越过寒冬,等到来年春天再萌发。这些植物就是短日照植物。

  例如,在北方种植红薯时几乎看不到红薯开花,因为北方只有夏天才适合红薯的生长,但夏天的北方日照时间很长,因此很多北方人一生也未见过红薯开花。

  

  左为白菜花,右是红薯花(图片来源:维基百科)

今年的桂花开花为什么这么晚?

  桂花原产南方低纬度地区,应该属于短日照植物,也就是说日照时间缩短到一定程度就会开花。可是,每年日照开始缩短的时间都一样,按理说开花时间也应该差不多,那么为什么会出现今年这样开花这么晚的现象呢?

  原来,桂花有自己的小聪明。

  我们知道,日照时间的周期虽然每年都一样,但是环境的温度却并非每年都一样。在温度足够的情况下,即便日照减少,植物仍然可以维持一定效率的光合作用,多积累一些营养。

  所以,除了日照时长之外,桂花还会考虑环境温度来作为是否开花的另一个决定因子。

  桂花可能是这样想的:“如果温度还足够高,我还可以再造些营养存起来;如果仅凭日照变短就决定开花,那我岂不是亏了?等过几天温度降了,我再开花不迟”

  桂花在入秋后需要经历一段20 C以下的温度才能够开花。从往年数据来看,杭州在九月中下旬开始就会出现20 C以下的低温,因此杭州的桂花往往在九十月份之间开放。而今年的杭州入秋后,持续的20 C低温首次出现在1010日左右,所以桂花的开放就一直延迟到1018日前后了。

  

  杭州10月平均温度历年数据图,可见今年杭州的秋天格外热,降温晚

  图片来源:tianqi.2345.com

  桂花树考虑多个因素来决定自己开花的时间,争取自身利益的最大化,这是植物在努力适应环境的过程中学会的“本领”。

  我们知道,植物不像动物一样可以逃避不利环境,因此,它们更需要精打细算地过日子,尽量多地利用阳光和温度,营养物质能多存一点就多存一点……

  说到这里,桂花树审时度势和争分夺秒的高贵品质已经体现得淋漓尽致了。

  

  只是看图,仿佛就已经闻到了桂花的香气(图片来源:Veer图库)

  不仅是杭州,我国还有很多城市的桂花都很有名。你家乡的桂花开放了吗?欢迎各位读者在评论区留言分享哦。

  参考来源:

1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/38415300

2.https://extension.oregonstate.edu/news/what-are-short-day-long-day-plants

3.https://tianqi.2345.com/wea_history/58457.htm

4.https://hunan.voc.com.cn/article/202109/202109272207523722.html

5.The Effect of Increasing Temperature on Germination of Native Plant Species in the North Woods Region, Nicholas Dove, University of Vermont

6.Giovanna Capovilla, Markus Schmid, David Pos , Control of flowering by ambient temperature, Journal of Experimental Botany, Volume 66, Issue 1, January 2015, Pages 59–69, https://doi.org/10.1093/jxb/eru416

7.https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=62951

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