冰天雪地，為何也有植物開花？

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，有的植物進化出了類似溫室的結構，有的植物在體內產生抗凍蛋白，體現了植物對生存環境的適應

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、結實等，都是對其生存環境的適應。在自然界，植物開花的目的是繁衍，實現自身基因的延續。在恰當的時節開花，能保證獲得更大的生存優勢。冬天開花的植物，也遵循這條規律。

梅花等植物冬季開花是對溫度的一種適應，它們早開花、早結實，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，研究發現，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，成功實現繁衍。

事實上，在寒冷環境下開花，不是梅花等冬季開花植物的“專利”。在高海拔地區，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本領：由于常年低溫，它們不得不進化出類似溫室的結構，讓花朵減少被凍壞的概率，實現種群延續。此外，通過增加不飽和脂肪酸和可溶性糖等物質的含量或者誘導低溫抗凍蛋白，也可以避免細胞膜結構損傷和代謝紊亂。

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，還是高寒地區開花的植物，開花時節都存在另一條規律：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盛開。其實，類似梅花、臘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、臘梅等植物為了防止凍傷，還進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、臘梅等植物，其實也是起源于冬天溫度相對更高的南方地區。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，科學家已經探索了上百年。開花時間反映了植物對外界環境的一種適應。溫度和日照長度是影響植物在不同季節開花的主要環境因素，有些植物需要經歷低溫過程才會開花。研究發現，植物能通過感應溫度、日照長度等環境信號的季節變化，在體內產生一種叫“成花素”的蛋白，從而誘導植物進行花芽分化和開花。

隨著對植物開花調控機制認識的深入，如今我們可以通過調控生長環境、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。

（作者為中國科學院昆明植物研究所研究員，本報記者楊文明采訪整理）