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 Posé, 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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