北京
施芳
松柏之所以耐严寒，是因为它们在生长节律、生理结构、生物化学机制、基因表达等方面具有极强的适应性
“岁寒，然后知松柏之后凋也。”寒冷的冬季，傲然挺立的松柏依然保持着绿色。在中国传统文化里，松柏不畏逆境、坚强不屈的品格一直为世人所称道。
在惊叹松柏顽强的生命力时，人们不禁要问：它们何以如此耐寒？
对于大多数植物而言，冬季要面临三重考验：第一是冻害，水分在低温结冰时会形成锋利的冰晶，直接刺穿细胞膜，破坏细胞结构；第二是干旱，水分结冰过程中逐步丧失流动性，水分吸收与运输受阻甚至完全中断，导致植物细胞内部持续性缺水；第三是光能，低温会抑制光合作用的效率，导致植物叶片在冬季捕获的光能无法像其他季节那样通过光合作用被有效利用，这样植物体内会出现光能相对“过剩”的状况，严重时会造成叶片损伤。
适者生存，松柏自有应对寒冷的法宝。首先，松柏的叶片呈针状或鳞片状，可以有效减少水分散失。叶片表面还覆盖着一层蜡质，这不仅提高了防冻能力，还能进一步减少水分蒸发。因此，松柏不仅耐寒，也非常耐旱。
与阔叶树的叶片相比，松柏的针叶具有相对较低的含水量，而且其内部还富含松脂，可以发挥“防冻剂”的作用。此外，松柏的叶片在冬季会积累丰富的抗氧化物质，能够有效清除在寒冷、干旱等逆境条件下植物体内产生的有害分子——活性氧自由基，保护细胞免受冻害侵袭，并及时参与修复冻害引起的细胞损伤。
此外，松柏还能通过改变生物钟使自身的生理活动与季节变化相适应。科学家发现，松柏从9月中旬便开始准备休眠，而后逐步降低生理活动，直至进入深度休眠期。此时，即便把松柏从室外移至温暖的室内，它们也不会“苏醒”，直到1月中旬，才慢慢“醒”来，迎接春天的到来。
松柏的叶片在基本停止生理活动之后如何防御光损伤是一个更复杂的谜题。入冬后，松柏叶片会变为灰绿色，以减少对光能的吸收。此外，科学家发现，越冬期间的松柏叶片可以通过改变光合器官的微观结构，减少对光能的捕获，并通过多种独特的系统将过剩能量消耗掉。冬季松柏叶片细胞内会大量表达一种强光保护蛋白，吸收或反射多余的光能，防止过剩光能导致有害的活性氧物质生成，从而避免细胞生理系统被过剩光能损伤。
总而言之，松柏之所以耐严寒，是因为它们在生长节律、生理结构、生物化学机制、基因表达等方面具有极强的适应性。这不仅是大自然赋予生命的智慧，也是科学家们研究植物抗逆性、物种适应性和生态保护的重要课题。
(作者为北京林业大学生物科学与技术学院教授，本报记者施芳采访整理)
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