虎耳草

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藏文科普看被子植物如何极地荒野求生 [复制链接]

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撰文/金维胤

本文来自《知识就是力量》杂志

小型化——我是一株高3厘米的“参天大树”

我们非常熟悉的垂柳高可达20米,而它在北极生活的亲戚北极柳高往往只有几厘米。

由于地面吸收太阳能的本领远超过空气,地面空气的温度会随离地高度增加而降低,再加上永久冻土层的阻挡使植物根系无法往深处生长。在北极的狂风面前,高大的树形无异于自讨苦吃。于是,小型化成为在北极生活的被子植物的不二之选。

垫状生长——让我们抱团取暖吧

多个分枝紧贴地面致密生长的挪威虎耳草

所谓垫状生长,就是植物的群体或者个体的多个分枝紧贴地面致密地生长,形状接近圆饼状或是半球形,看起来像座垫一样。通常情况下,过于密集并不利于植物生长,因为这样会加剧种内个体间对于光照、水分、矿质元素等资源的争夺,因此无论是种花、种菜还是植树,我们都会在保持个体间的距离,使之有较为合理的生长空间。但是在极地、高山和沙漠这样极寒极旱的环境条件下,垫状植物在营造小环境的本领得以凸显,竞争所带来的不利几乎可以忽略。

贴地生长的北极柳

由于垫状植物紧紧凑在一起,阻碍和减缓了缝隙间的空气流动,在太阳的照射下,垫状植物的温度会显著高于周边空气温度,同时,垫状植物的内部的湿度也高于周边环境,减少了整体水分的流失。

向日运动——我要做追光少年

蔷薇科山地仙女木图解(图源:维基百科)

在北极的夏天,太阳每天°环绕照射着大地,有一些植物的花朵可以一直朝向太阳,比如罂粟科的北极罂粟和蔷薇科的山地仙女木。对于植物来说,向日运动是一项比较“高端”的技能,因为大部分植物都不能够对外界环境的变化做出快速响应。但向日运动却通过积极主动地以相对快的速度运动来趋利避害,赋予植物更高的适应能力。

南极被子植物多样性匮乏——我想去南极但没有船票

地球历史经历了大大小小多次冰期和间冰期。在间冰期,全球变暖,冰川向两极后退,植被随之推进;而在冰期,全球变冷,两极冰川向赤道方向推进,植被被迫后退。根据推测,许多被子植物具有在南极地区生存繁衍的潜力,仅仅是囿于地理阻隔。

小海豹与南极发草

在极地极端环境的胁迫下,极地生物表现出了高度特化的适应性状,因此,极地环境作为研究生物适应进化机制的理想场所,深受不同时代、不同领域生物学家的青睐。研究生物进化的魅力在于,它可以帮助我们了解,在漫长的历史长河中,选择的压力是如何塑造生物的生存策略的,甚至还可以运用相同的逻辑来解释我们生活中的一些现象。

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