Der kalte Wind heult. Jede Pflanze hat ihre eigene, einzigartige Art, ihr Leben zu retten!

Um um das begrenzte Sonnenlicht und Wasser zu konkurrieren, mussten die Pflanzen vor Hunderten von Millionen Jahren die Reise in die Polarregionen antreten. Im wiederholten Kampf gegen die Kälte haben Pflanzen eine Reihe interessanter und praktischer „Kälteresistenter Tricks“ gemeistert, um „ihr Leben zu retten“.

1. Allrounder: Schneelotus

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Kälteresistenter Trick: Die gekräuselten Blattränder wirken wie eine „Kälteschutzkleidung“, die durchscheinenden Hochblätter halten warm und erhöhen die Temperatur, außerdem enthalten sie Proteine ​​aus Frostschutzgenen.

In der alpinen Polarumgebung herrschen zwischen Morgen und Abend große Temperaturunterschiede, der Boden ist sehr karg und unfruchtbar, der Winter ist lang und kalt und wird jederzeit von extremen Wetterbedingungen wie Hagel, Frost, Schneestürmen und starken Winden begleitet. Doch auch in dieser „verbotenen Zone des Lebens“ blüht jedes Jahr von Juli bis September der kälteresistente Allrounder Schneelotus (Saussurea involucrata) mit wunderschönen Blüten.

Der erste Trick für Schneelotus besteht darin, „kältefeste Kleidung“ zu tragen. Die Ränder seiner Blätter sind oft nach innen gebogen und dicht mit Haaren bedeckt, die nicht nur Wind abhalten und warm halten, sondern in Höhenlagen auch UV-Verbrennungen reduzieren. Für junge Pflanzen und Blumen ist es sehr vorteilhaft, Energie zu speichern und sich schnell zu entwickeln und zu wachsen.

Der zweite Trick besteht darin, Ihr eigenes „Glasgewächshaus“ zu bauen. Die Blätter an der Unterseite des Schneelotus dienen der Photosynthese, während die spektakulären „Blüten“ an der Spitze durch einen Teil der Blätter gebildet werden, der sich in Hochblätter verwandelt hat. Sie sind hellgelb und durchscheinend, ähnlich dem durchscheinenden Dach eines Gewächshauses, das sowohl warm hält als auch die Temperatur erhöht. Historischen Aufzeichnungen zufolge hat dieses kleine „Treibhaus“ eine erhebliche wärmende Wirkung: Der durchschnittliche Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Hochblatts beträgt tagsüber 4,6 °C.

Der dritte Trick besteht darin, die eigene „innere Stärke“ zu verbessern. Wissenschaftler haben aus der Schneelotuspflanze das Frostschutz-Genprotein isoliert, eine einzigartige „Wunderwaffe“, die ihr das Überleben in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen ermöglicht.

2. Selbst hergestelltes „Frostschutzmittel“: Birke

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Das Geheimnis der Kälteresistenz: Der große Anteil an zuckerhaltigem Saft in der Rinde kann Schäden durch niedrige Temperaturen verhindern. Die Rinde ist äußerst luftdicht, als würde man eine lange Unterhose tragen.

Die Weiß-Birke (Betula platyphylla), die in Ostasien weit verbreitet ist, ist einer der wenigen Bäume, die dem Nordpol am nächsten sind. Forschungsergebnissen zufolge kann die Birke während ihrer Winterruhe Temperaturen von bis zu -40 °C standhalten.

Das erste, worauf die Weißbirke angewiesen ist, ist ihr natürliches „Frostschutzmittel“ – Baumharz. Vom Winter bis zum frühen Frühjahr des Folgejahres ist die Rinde der Birke mit einer großen Menge zuckerhaltigen Saftes gefüllt, der die Zellen wirksam vor Schäden durch niedrige Temperaturen und Frost schützen kann. Als nächstes folgt die Rinde, die als „Birkenpech“ bekannt ist. Obwohl die Rinde der Weiß-Birke nicht sehr dick ist, enthält sie eine pastenartige Substanz, die aus reichhaltigen Phenolkomponenten destilliert wurde. Dadurch ist die Rinde äußerst luftdicht, wasserdicht und wärmeisolierend, so als würde man eine lange Unterhose tragen. Darüber hinaus bietet das dickere Phloem der Birke eine isolierende Schicht, die es ihr ermöglicht, Winter für Winter im kalten Wind zu überleben.

3. Bodennah wachsen und gemeinsam warm halten: Beinwell

Beinwell丨Quelle: CCTV Video

Tipps zur Kälteresistenz: Durch bodennahes Wachstum können Sie die Auswirkungen starker Winde vermeiden und durch dichtes Zusammenkuscheln zum Wärmen können Sie die Wärmeaufnahme beschleunigen.

Auf Berggipfeln über 5.000 Metern über dem Meeresspiegel sieht man oft relativ kurze, kompakte Sträucher oder Kräuter, wie zum Beispiel Chionocharis hookeri. Seine Stängel sind allmählich degeneriert und so kurz geworden, dass er nur noch in Bodennähe wachsen kann. Auch die Blätter sind kleiner geworden und stehen oft dicht an dicht, sodass ein halbkugeliger, kissenartiger Körper entsteht. Diese Pflanzenart wird zusammenfassend als „Polsterpflanze“ bezeichnet.

Obwohl sie zu Haufen aus Kuhdung (mattenartig) zusammengepresst werden, ist die Beinwellmatte widerstandsfähig gegen Lagern und kann die Auswirkungen starker Winde abmildern. Zweitens ist es förderlich für das „Zusammenkuscheln zum Wärmen“, sodass der kalte Wind über dem Kopf nicht so leicht eindringen kann und man so dem Frieren vorbeugen kann. Gleichzeitig kann die Effizienz der Wärmegewinnung verbessert werden.

Darüber hinaus ergab die Studie, dass einige Pflanzen die Umweltbedingungen, in denen sie sich befinden, ausnutzen, indem sie sich beispielsweise tief in Büschen oder zwischen Felsen verstecken, was zu lokalen Temperaturunterschieden von fast 22 °C führen kann.

4. Der Lichtjäger bei extremer Kälte: Fairywood

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Der Trick zur Kältetoleranz: Durch die heliozentrische Bewegung der Blüten das Sonnenlicht „verfolgen“, um die Temperatur zu erhöhen.

In der Arktis haben Pflanzen während ihrer Blütezeit oft höhere Temperaturansprüche. Manche Pflanzen benötigen zum Blühen eine Mindesttemperatur von 3 bis 8 Grad Celsius, die meisten benötigen zum Blühen jedoch 5 bis 12 Grad Celsius. Um während der begrenzten Blütezeit mehr Wärme zu erhalten, „verfolgen“ einige Pflanzen das Sonnenlicht durch die heliozentrische Bewegung der Blüten, um die Temperatur im Inneren der Blüten zu erhöhen. In der Arktis wächst beispielsweise die Berg-Dryas (Dryas integrifolia).

Die Blütenblätter des Feenbaums haben eine fokussierende Wirkung, die der einer konvexen Linse ähnelt. Sie bewirken, dass sich der Blütenstiel mit der Position der Sonne am Himmel biegt und dreht, um die Richtung der Blüte zu ändern. Dadurch wird die Sonnenstrahlung auf die Blüte konzentriert und für maximale Wärme gesorgt. Diese Art von Polarkraftwerken wird auch unter dem Begriff „Solarkocher“ zusammengefasst. Studien haben gezeigt, dass mit dieser Methode die Temperatur effektiv um etwa 10 °C erhöht werden kann.

Auf dem Überlebenskampffeld der Natur gibt es überall extreme Geschichten über die Evolution des Lebens wie diese. Warme und feuchte tropische und subtropische Regionen werden oft zu „Schlachtfeldern“ mit erbittertem Wettbewerb, doch wenn man seine Denkweise ändert und neue Gebiete in kalten Regionen erkundet, bietet sich auch die Möglichkeit, sich einen Platz zu sichern.

Quelle: Chongqing Wissenschafts- und Technologiemuseum

Autor: Qiu Xi, Gründer des Ribosomal Apartment Natural Science Communication Studio.

Rezensionsexperten: Huang He, Li Chunli, Xu Xiaoping

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