根据研究发现,一般树木体内有一半成分都是水,虽然它们在冬天来临之前就调整体内的成分结构,但只要冬天的气温再低一些,很多不耐寒的树木还是会因为结冰而导致植物细胞死亡。冬天来临前很多动物都会迁徙到温暖一些的地方生活,或者做好冬眠的准备,但对于植物来说,它们是无法移动的。当种子生根发芽之后,它们就注定一生只能待在一个地方了。那么树木如何在零下摄氏度生存的呢?
有观点认为树木在地下的根部会因为厚厚的大雪盖住地面而得到一定的保暖效果,但是树木的其它部分是直接暴露在寒冷的环境中的。后来有植物学家通过研究发现,大多数树木为了度过冬天,它们最早在夏末就开始做准备了。它们会调整体内的生理反应,促使根、茎、叶作出相应的生理变化。除此之外,植物学家也发现了树木细胞主要通过以下三种机制来御寒。
首先树木从温暖环境到寒冷环境的过程需要有一个冷适应过程,该过程能够让细胞膜变得更加柔软。具体表现在树木体内的水会从细胞里转移到细胞与细胞之间,然后这些被转移出来的水会给细胞壁施加一定的压力,在使得植物细胞变得更加柔软的同时,也会使得细胞进一步缩小。第二种御寒机制是提高细胞内液体的含糖量。在秋天的时候,大多数树木就会把体内的淀粉逐渐转化为糖分,而糖分能发挥防冻剂的作用。
这是怎么做到的呢?增加的糖分会降低细胞的冰点,这样即使细胞之间的无糖液体因为低温结冰后,细胞也不会结冰。第三种御寒机制被认为是模仿玻璃相进行的。所谓的玻璃相指的是二氧化硅在冷却的条件下形成玻璃的同时依然能够保持液态,而树木细胞内的浓度会得到增加,增加到体内细胞液像是固体一样。有意思的是,当前两种机制触发之后,第三种机制也会被触发,这样树木细胞就不会因为低温而结冰。
当然树木并不需要保证体内所有细胞都不结冰,因为有相当一部分细胞都是死细胞,它们存在于树干中,因此只需要保证体内的活细胞不结冰。在冬天过去之后,为了适应逐渐变暖的气温,树木体内也会发生相应的生理变化,例如死细胞之间会形成旗袍,这些气泡的作用是方式细胞液流失。除此之外,树木还有其它方法来御寒,对于一些珍稀树种,人类也会想办法为它们御寒。