Cây cối sống qua mùa đông lạnh giá như thế nào? – 10 vạn câu hỏi vì sao?

Cây cối sống qua mùa đông lạnh giá như thế nào?

Trong tự nhiên có rất nhiều hiện tượng vô cùng kỳ lạ người, khiến con người phải dày công nghiên cứu. Chẳng hạn như, cũng một loại thực vật mọc trên mặt đất, tại sao có loại sợ lạnh, có loại lại không? Kỳ lạ nhất là các loại cây như cây thông, cây nhựa ruồi, mặc dù vào mùa đông đóng băng lạnh giá, nó vẫn mọc thẳng và xanh tươi, chống đỡ mọi cái lạnh giá của mùa đông.

Thực ra không chỉ có các loại thực vật khác nhau có sức chịu lạnh khác nhau, mà khả năng chống rét vào mùa đông và mùa hè cũng khác nhau. Cây lê ở phương Bắc vẫn vượt qua mùa đông ở nhiệt độ – 20 đến – 30 độ C một cách bình an, nhưng vào mùa xuân lại không chống cự nổi cái rét nhỏ. Lá kim của cây thông có thể chịu được cái lạnh – 30 độ C vào mùa đông, nhưng vào mùa hè nếu con người hạ nhiệt độ xuống – 8 độ C nó sẽ bị chết lạnh.

Nguyên nhân nào đã khiến cây cối vào mùa đông lại có thể kháng lạnh được như vậy? Đây rõ ràng là một câu hỏi thú vị.

Một số học giả nước ngoài đầu tiên đã nói rằng, điều này có lẽ giống với những động vật máu nóng, bản thân cây cối cũng có thể sản sinh ra nhiệt lượng, đồng thời còn được tăng thêm các tổ chức vỏ cây có khả năng dẫn nhiệt để bảo vệ. Sau này, một số nhà khoa học khác lại nói rằng, chủ yếu do các tổ chức của cây cối vào mùa đông chứa ít nước, nên khi ở nhiệt độ âm cũng không dễ gì làm cho tế bào đóng băng và chết. Nhưng sự giải thích này đều khó khiến mọi người hài lòng, bởi vì ngày nay con người đã biết rõ rằng, bản thân cây không thể sản sinh ra nhiệt lượng và tổ chức cây dưới nhiệt độ âm cũng không thể đóng băng. Ở phương Bắc, cành cây liễu, lá kim cây thông vào mùa đông cũng đóng băng như những miếng kính bị vỡ đó sao? Vậy mà nó vẫn sống được.

Vậy bí mật ở đây là gì?

Thực ra “bản lĩnh” này của cây được tạo ra từ rất sớm. Để thích ứng với những thay đổi của môi trường xung quanh, hàng năm cây cối đều dùng phương pháp kỳ diệu là “chìm vào giấc ngủ” để đối phó với cái giá rét của mùa đông.

Chúng ta biết rằng, cây cối muốn sinh trưởng phải tiêu hao chất dinh dưỡng. Mùa xuân và mùa hè, cây sinh trưởng nhanh, chất dinh dưỡng tiêu hao nhiều hơn so với tích luỹ, vì vậy sức kháng lạnh cũng giảm. Nhưng đến mùa thu, tình hình lại ngược lại, lúc này nhiệt độ ban ngày cao. Mặt trời chiếu mạnh, quá trình quang hợp của lá diễn ra nhanh, còn ban đêm nhiệt độ thấp, cây cối sinh trưởng chậm, chất dinh dưỡng tiêu hao ít, tích lũy nhiều nên cây ngày càng “béo”, cành non biến thành chất gỗ, cây cũng dần dần có khả năng chịu lạnh.

Song đừng nghĩ trên bề mặt cây mùa đông ở vào trạng thái ngừng hoạt động, thực ra sự biến đổi bên trong nó rất lớn. Tinh bột tích luỹ vào mùa thu lúc này chuyển hoá thành đường, thậm chí có loại tinh bột lại chuyển hoá thành chất béo, đây đều là những vật chất phòng lạnh, nó có thể bảo vệ tế bào không dễ bị chết lạnh. Nếu cắt các tổ chức thành những miếng mỏng rồi đặt dưới kính hiển vi quan sát, bạn sẽ còn phát hiện những hiện tượng thú vị. Thông thường các tế bào liền nhau từng cặp, lúc này sợi gắn kết tế bào đều bị đứt, hơn nữa vách tế bào và chất nguyên sinh cũng bị tách rời, giống như từng chiếc ống. Những sự thay đổi nhỏ bé mà mắt thường không nhìn thấy được này có tác dụng rất lớn trong việc nâng cao khả năng kháng lạnh của thực vật. Khi các tổ chức đóng băng, nó có thể tránh cho các bộ phận quan trọng nhất trong tế bào. Chất nguyên sinh bị đóng băng giữa các tế bào và gặp phải những nguy hiểm do bị tổn thương.

Có thể thấy, việc “chìm vào giấc ngủ” và vượt qua mùa đông của cây cối tương quan mật thiết với nhau. Mùa đông, cây ngủ càng sâu thì càng chịu được nhiệt độ thấp, càng có sức kháng lạnh. Ngược lại, giống như cây chanh sinh trưởng quanh năm mà không được nghỉ ngơi thì sức kháng lạnh sẽ kém, cho dù là khí hậu ở Thượng Hải thì nó cũng không thể sống qua mùa đông.

Tại sao khi mỗi độ thu về thì lá cây xanh lại ngả màu vàng và rơi rụng?

Xưa nay vẫn cho rằng vì mùa thu khô ráo dẫn đến lá bị mất nước. Nhưng các nhà khoa học mới đây phát hiện ra rằng: sự biến màu của các lá cây có quan hệ đến sự biến hoá của các kích thích tố nào đó cùng với sự thay đổi về vật chất hoá học. Vào đầu mùa thu, kích thích tố tách rời chất A-xít và các chất khác tích tụ vào lá cây, lá bắt đầu biến màu vàng, lá cây mang diệp lục tố, nước, đạm, prôtit và các hợp chất hữu dụng về cho cành, cho rễ để rồi tự mình nhận sự khô héo và diệt vong. Cũng như vậy, tế bào đặc thù của cuống lá cũng dần dần suy yếu, thế là mỗi khi có mưa, gió, chúng dễ dàng bị đứt lìa.

Các nhà thực vật học cho biết: màu sắc lá mùa thu có lúc nhạt, lúc đậm, nó phụ thuộc vào lượng mưa và tuyết rơi. Nếu như gặp năm hạn hán, thì sự thay đổi của lá không lớn lắm, lá sẽ rụng sớm hơn, đó là do chúng muốn giữ nước cho cây, tích trữ chất dinh dưỡng cho cây, rụng lá có thể là nước cờ “thí tốt giữ xe” của loài cây. Đấy là một trong những thủ đoạn giữ mình của các loài thực vật và đấy cũng là một trong những đặc điểm của tạo hoá.

Có một số lá xanh lại biến thành màu đỏ sau khi trời lạnh dần. Người Bắc Kinh (Trung Quốc) chỉ chờ những ngày thu tới để đến Hương Sơn ngắm lá đỏ, toàn bộ một vùng núi non trải một màu vàng đỏ rực rỡ.

Vì sao lá trên ngọn rụng cuối cùng?

Ở miền ôn đới, mỗi khi mùa thu đến, cây thay màu lá từ xanh sang vàng, cuối cùng trút nốt chiếc áo này, trần trụi đón mùa Đông tới. Nếu chú ý một chút, nạm sẽ thấy lá trên cành chính đổi màu trước tiên, sau đó lan dần đến ngọn cây, ngọn cành. Rụng lá cũng vậy, rụng ở dưới trước, càng lên trên ngọn, lá càng rụng chậm.

Có thể bạn sẽ nói, đó là hiện tượng tự nhiên của giới sinh vật, già trước chết trước. Lá phía dưới ra trước lá đầu cành nên rụng sớm hơn. Đây cũng là một cách giải thích, nhưng còn có cách hiểu sâu hơn.

Trong quá trình sinh trưởng, mọi cây cối đều vươn tới sự phát triển đầy đủ nhất, cho nên nó luôn đưa nhiều thức ăn lên ngọn để tăng nhanh sự sinh trưởng. Ngọn cành do được cung cấp nhiều chất dinh dưỡng. Khi ngọn cây lớn đến một mức độ nhất định, sinh trưởng sẽ chậm dần lại. Lúc này cây rụng lá là do hai điều kiện: Bên trong, việc cung cấp dinh dưỡng bị hạn chế và bên ngoài, điều kiện thời tiết thay đổi theo chiều hướng không có lợi, chức năng tổng hợp thức ăn của lá kém dần, lá không tồn tại được nữa, rơi lả tả.

Nhưng mặc dù vậy, bộ phận ngọn cây vẫn được ưu tiên chăm sóc, thức ăn được cung cấp nhiều nhất, nên dù cây ngừng đưa thức ăn lên ngọn, nhờ vào lượng dự trữ nó vẫn sinh tồn thêm một thời gian. Đồng thời trong lúc đó, chất diệp lục trong lá cây chưa bị phá huỷ, vẫn tổng hợp được một số chất dinh dưỡng. Như vậy, lá trên ngọn cây sẽ rụng muộn hơn ở các bộ phận khác trên cây.

>> Xem thêm :  Đại dương mênh mông – 10 vạn câu hỏi vì sao?