同样升温实验，南极两种花却走了相反的路

南极半岛北端的乔治王岛上，每年夏天都有一支队伍上岛，去看看南极仅有的两种开花植物过得怎么样。十多年下来，智利康塞普西翁大学的植物学家帕特里夏·萨埃斯（Patricia Sáez）和同事盯着的，就是这两种"南极土著"：南极发草（Deschampsia antarctica）和南极漆姑草（Colobanthus quitensis）。

先说个背景：随着南极半岛变暖，这两种植物都扩散得挺快。1960年到2009年间，它们各自的分布范围大约扩大到了原来的三倍。看起来是同一场暖风里的两个赢家，对吧？

但发表在《植物生理学》（Physiologia Plantarum）上的一项研究给出了一个有点反直觉的结果：在同一套增温实验里，这两种植物的应对方式，几乎是反着来的。

说人话就是——研究人员在野外搭了增温小室，让里面的植物"提前体验"更暖的环境。结果，发草在 chamber 里待了7年之后，叶片输水变少了，光合作用也变弱了；漆姑草却完全相反，输水和光合都往上走。

"它们暴露在完全相同的实验增温条件下，但两者之间的反应非常不同。"萨埃斯说。她还提到，这两种植物所在的地方是"气候变化的热点"，它们本身就像是"南极变暖的指示器"。

那么，这个"增温小室"到底是个什么东西？

2012年12月，团队在波兰的亨利克·阿克托夫斯基南极站附近，装了一批六边形的开顶小室。这是野外给植物增温的常见办法：侧面部分封闭，把热量兜住；顶部敞开，雨雪照样落进去。

六个生长季下来，这些小室把日平均气温抬高了大约1.5°C到3°C。但到了2018—2019年那个夏天，小室的表现有点不一样了：白天最高温只比旁边的露天样地高约1°C，夜间最低温却低了约2°C。那一季，小室里的植物有309个小时处在冰点以下，而室外只有32个小时。

换句话说，小室模拟的不只是"更暖"，还有"更折腾"——温度在0°C上下反复横跳。

加州大学戴维斯分校的植物生理生态学家汤姆·巴克利（Tom Buckley）没有参与这项研究，他建议把这些结果理解为植物对"日高温与日低温之间更大摆动"的反应，而不是对单纯升温的反应。英国南极调查局的极地陆地生态学家彼得·康维（Peter Convey）也同意这个区分很重要。"变暖不只是平均温度升高。"他说。在南极，温度是否在0°C上下反复穿越，本身就是件要紧事。

研究作者也指出，这一地区的变暖预计不会只是把平均气温抬上去，随着温度在0°C附近波动，预计还会带来更频繁的冻融循环。这么看，这些小室或许恰好捕捉到了南极未来的一块真实切片。

两套"水管"策略

野外风大，精密仪器很难稳定工作。于是研究人员把室内外两种植物整株挖出来，搬到约1公里外的阿克托夫斯基站实验室——距离近，24小时内就能把测量做完。他们测的是叶片水力导度（也就是水穿过叶片有多容易），外加光合作用和叶片解剖结构，细到单根输水导管的大小。

加州大学洛杉矶分校的植物生理学家劳伦·萨克（Lawren Sack）专攻叶片水力学，也没有参与这项研究。他用水管打比方：水力导度描述的是那套给"植物生长的引擎"供水的"管道系统"。

数据摆出来是这样的：小室里的发草叶片，输水量比室外少了约三分之二；导管更窄、叶片更厚，光合作用也掉了约三分之一。漆姑草则反过来——叶片水流和光合作用各涨了约44%，导管更宽，细胞也更有弹性。

形态或许能解释这种分道扬镳。漆姑草长成紧凑的垫状，"有点像苔藓"，康维说，这种结构能缓冲"日常尺度上任何变化发生的速度"。而结构松松散散的发草没有这层庇护，更容易暴露在冰冻里。

那发草是不是被冻出来的气泡堵住了导管？作者不这么认为——它的导管窄，本身就比较抗这类损伤。他们推测，反复的冻融事件可能触发了导管之外的一些变化，或许还有叶片提前衰老。不过，这些过程团队并没有直接测量。

巴克利称赞团队把解剖结构和生理指标放在一起追踪。这类测量"在现代生物学的一些人眼里可能显得有点古典、有点老派"，他说，"但实际上，它们的重要性一点没减。"

萨克则称，这项研究对这两种偏远植物的细节刻画"相当罕见"。他还提到，两种植物截然不同的反应，可能导致"一个物种相对另一个物种的优势地位发生转移"。

外部研究者也点出了局限。萨克注意到，团队没有测试叶片逐渐失水时输水能力还能撑多久，这是未来研究的一个重要方向。不过他也说，在这样一个偏远地方做首项叶片水力学研究，这种省略"是可以预料的"。康维则提出，研究把0°C当作计算冰冻事件的界线，可能偏高——许多土壤微生物和小型无脊椎动物在约−2°C时仍然活跃，换一条更低的界线，植物"越过冰点"的次数统计就会变。

萨埃斯和同事现在正在研究在小室里待了16年的植物，也在查看植物周围的微生物——增温可能同样影响它们。"每次我们找到一个答案，一个新问题就冒出来。"萨埃斯说。

康维说，这项研究展示了气候变化讨论里常被丢掉的一点："即便是在两种植物之间，面对完全相同的压力，反应也存在大量非常具体的差异。"