植物逆境求生記

撰文/明冠華（北京教學植物園）

本文選自《知識就是力量》雜誌

從天寒地凍的北極之地，到酷熱難當的赤道腹地，從暴雨侵襲的熱帶雨林，到降水稀少的沙漠戈壁，樹木應對著最嚴峻的生存考驗。今天，知力君帶大家來看那些身處逆境的植物都進化出了哪些令人嘆為觀止的本領？

考驗一

寒冷

自然界之嚴酷非比尋常，就拿溫度來說，氣溫降至0℃及以下就會引起結冰，如果冰晶在細胞內形成，則必然導致植物體的死亡。人可以躲進避難所，但是植物無法輕易遊走，只能練就「硬扛」的真本領了。

雪松

「集中落葉」就是植物適應低溫的一種常用手段。懸鈴木、毛白楊、櫟樹、桃樹等葉片面積較大的闊葉樹種都會在入冬前集中脫落葉片，養精蓄銳，靜待來年。葉片是植物進行光合作用的地方，是能量的「加工廠」，冬季落葉就代表著「葉片加工廠」暫時歇業，不過這並不意味著完全消極怠工—幼芽會緩緩地生長，葉片製造的有機物也會被暫時運到樹榦、枝條裡邊貯存起來。

「針形葉」則是適應低溫的另一種手段。在寒溫帶地區，各種冷杉、雲杉、松樹和落葉松構建起了龐大的針葉林軍團。針形葉只有細細的一圈，葉片表面積大大地縮小，蒸髮帶走的熱量也會隨之降低。

除了這些外在的措施，科學家們在微觀生理層面也做了不少研究，比如細胞內的澱粉和蛋白質等大分子會水解成可以溶於水的氨基酸和糖類，增加細胞內的濃度，這樣會使冰點下降，細胞質就不容易結冰。據研究，個別植物的冰點可以降到零下31℃，可以說是非常厲害了。

考驗二

乾熱

低溫嚴酷，乾熱也同樣要命。沙漠和戈壁灘的生物多樣性急劇降低，有的地方甚至寸草不生，就是最好的證明。堅持活下來的木本植物，有的在葉片上演化出薄薄的鱗片或毛，覆蓋在上下兩面，減少水分蒸發的同時又可以降低紫外線輻射，例如沙棗、沙棘、胡頹子。

沒有進化出鱗片或毛的植物也沒閑著，它們的葉片常常神隱不見，上演一出「葉片去哪兒」的好戲。如此一來，便「機智」地避免了水分過量蒸發。儘管如此，光合作用卻怎麼也省不掉，於是莖幹和枝條「勇敢」地承擔起製造能量的使命—細胞里有了葉綠體，開始製造養料，光棍樹就是典型的例子。

光棍樹的莖

不僅外觀要有改變，細胞內部也需要提高濃度，比如中國西北戈壁灘上生活的沙拐棗、麻黃等植物，細胞液的滲透壓高達6000千帕（普通植物一般不超過2000千帕），如此才能保證從含水量更少的土壤中汲取到水分。

考驗三

多雨

俗話說「旱的旱死，澇的澇死」，缺水的難過，水太多也有道不盡的煩惱。熱帶雨林里的植物幾乎每天午後都會面臨一場降雨，雨水滯留在樹葉表面，既影響光合作用，又阻礙氣體交換，所以如何快速排除這些水分，成為雨林植物的必修功課。

首先，這些植物的葉片表面都變得相當光滑，閃亮得好像打完蠟的地板一樣，雨滴在表面很難長時間留存。像小葉榕、菩提樹等樹木還會在葉片先端垂下一個長長的「尾巴」，被稱為滴水葉尖，這樣雨水就可以順著「尾巴尖兒」快速流走。龜背竹的葉片中間還別出心裁地形成了一些孔洞，看似被蟲子啃過，其實是為漏水特化出的結構，就好像帶網眼的篩子。

菩提樹的滴水葉尖

除了排水，氣體交換也是一個不容忽視的問題。特別是在水多的環境中，淹沒在水面以下的組織不容易獲得呼吸作用必需的氧氣。為了應對這個問題，很多水生植物在體內進化出了專門的通氣管道，源源不斷地將氣體吸入體內，再沿著管道送往水下的根部或莖部。凡是吃過藕（荷花的地下莖）的小夥伴，應該不會對這些通氣用的管道陌生。

考驗四

動物取食

植物利用太陽光進行著整個地球上最基礎的營養製造，養活著龐大的動物群體。被動物取食似乎是天經地義，但倘若毫無保留地一味供養，植物也很難取得發展。特別是部分重要的部位，植物必須保護得當。

身披尖刺就是一種很好的策略，可以防止動物過度啃食，比如刺楸樹、月季、刺五加、酸棗等植物的枝幹上都布滿著長短不一的尖刺。特別是月季，它的花朵外層的萼片，也特化成帶刺的模樣，儘管軟趴趴不堪其用，但是能從形象上嚇唬一下那些貪嘴的小蟲子也是有好處的。

刺楸的樹榦

除了帶刺和假裝帶刺，有些植物還會採取「出其不意」的策略，比如果樹結果的大小年。據學者推測，有些樹木結果數量相當不規律，可能就跟應對動物取食有關係。如果每年結果的量都保持恆定，那麼不管結多少果實都會被動物全部吃掉，傳播的成功率就會大打折扣，相反，如果採取動態方式，多幾年少幾年，讓動物們找不著規律，那麼可能就會獲得更大的好處。

物競天擇，適者生存。存活下來的物種，或許不是最強和最聰明的，但一定是最能適應變化的。這裡僅僅羅列了4種困境，其實地球上的生境類型多種多樣，又豈是這4種能概括得了的？你還知道哪些植物的生存策略，歡迎留言區討論喲！

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