谁来叫 小草起床

春天的清晨，我很不情愿地压下叮叮作响的闹钟，一天的工作生活就此开始了。窗外，枝头的绿芽探出了头，小草也顶开了被春雨润湿的土层，迎春花早就迫不及待地绽开黄色的花朵来迎接春天了，全然没有了冬日的萧索。那么，是谁把它们唤醒，来参加这春日的聚会呢？

花的低温开关

人们常说春风吹绿了小麦，细雨唤醒了桃花，实际情况并非如此。在春风细雨敲门之前，西北风和雪花已经去叫它们起床了。对，没错，是西北风。

对于像小麦、桃这些生长在温带的植物来说，在春天开花可以延长果实和种子的发育时间，在严寒到来之前，完成繁育下一代的任务。当然，在这个过程中，还有大量进行光合作用的绿叶提供营养保障。试想，苹果树在秋天开花，恐怕刚长出幼小的果子，就被霜冻赶下枝头了。

为此，这些植物“设计”出了一个特别的开关——FLC基因，这一基因及其表达的蛋白质的任务就是阻止赤霉素的积累，而赤霉素正是促进花芽发育的关键物质。这样，就可以限制植物开花了。

当温度降低时，有些特殊的基因苏醒过来（注意，并不是编码赤霉素基因，它们平常因为结合着甲基基团而处于休眠状态），这些基因的表达产物会“束缚”FLC基因的手脚，使FLC基因暂时失去对赤霉素合成途径的掌控能力，这样，赤霉素工厂开始生产了。当然，这个关闭过程需要足够长时间，才能生产出足够量的赤霉素以及其他促进开花的物质，比如，冬小麦要在0～3℃的环境里，忍受40到45天的冰冻，才能抽穗开花。等到冬天最寒冷的时候也过去了，做好准备的花朵就可以在春风中绽放了。因为跟春暖花开有关，这个过程又被安上了“春化作用”的名头。

有读者可能会想，在漫长的冬季中，只有一个月左右持续低温，如果在这段低温之后，突然出现小阳春，这些植物难道要顶着西北风开花吗？这点植物也想到了。

开花看日照长短

除了气温一天天上升，春天的日照时间也在一天天加长。聪明的植物也懂得在白天足够长的时候再开花。对于小麦来说，只有当太阳连续20天以上在天空中超过14个小时，才能启动开花程序。

更有意思的是，“感觉”光照时间变化的并不是花芽本身，而是那些绿油油的叶片。在叶片中有一种被称为FT的基因，只有叶片每天享受足够时间的日光浴，这个基因才会开始工作，产生能够催促花芽发育信号的信使RNA（mRNA）。这些mRNA会被运送至茎尖部位，与掌管花发育的AP1基因（掌控花萼和花瓣形成的基因）结合，进而分化出美丽的花朵。

顺便说一下，mRNA通常是细胞内的通信工具，但是很容易被降解。所以，在叶片中由FT基因指导合成的mRNA是如何被搬运到花芽去的，一直是困扰科学家的一大难题。根据最新的研究表明，这些mRNA从叶片进入韧皮部后，会与特殊的蛋白亲密接触，形成复合体。在蛋白质的护卫下，顺利前往茎尖。

当然，并不是所有的FT基因都在长时间日照下工作，像菊花那样在秋天开花的植物，它们的FT基因就是在光照时间低于某个值时才工作的。所以，植物世界又可以分成长日照植物和短日照植物两大集团。

经过一天的工作，吃罢饭，洗漱完，看看时钟已经指向12点了，该结束这一天了。

花花草草们经历了春天的萌芽和开花，夏日果实的孕育，秋日的硕果累累，当冬天的寒风吹起之时，它们也要结束一年的工作了。又是谁让它们休息的呢？

落叶还要看日照长短

大家都认为是低温让植物落叶的，这可不是个稳妥的方法。在低温来时再落叶，恐怕植物早被冻成冰雕了。原来，聪明的植物可是看光“时钟”的，早早地走在北风的前面。这个“时钟”，就是细胞间隙中的钙离子。当日照变短时，这些钙离子会钻进细胞，与掌管细胞生命活动的关键的酶和蛋白质结合起来，从而强制它们休息。这样一来，整个植物体都休息了。这个过程与温度几乎无关，在针对杨树的实验中，科学家发现，只要保证光照时间，即使温度顺次降低，杨树叶也不会脱落；相反，如果光照时间逐渐缩短，即使有恒定的温暖湿润条件，杨树也照样休息。

补充说明一点，除了长周期的光调控，有些植物的花朵还会对光线的敏感作出反应，除了会扭动脖子的向日葵，还有昼开夜合的时钟花。这种花朵在早晨开放，黄昏关闭，如此，一方面方便了传粉昆虫，另一方面也阻止了那些偷盗花粉花蜜的小动物。不过其开放和关闭的控制机理仍然是个谜，等待人们去探索。

让种子沉睡的物质

秋天，除了片片黄叶落下，植物也会撒出一年的结晶——种子。面对即将到来的寒冬，最好让它们好好睡觉。致密的种皮，就像一个密封舱，把幼小的植物——胚裹得严严实实，二氧化碳出不去，氧气也难进来，不过，很多种子中并不是装得满满的胚，还为胚伸展提供了一点空间，比如山茱萸的种子在刚刚收获时，胚只有种子长度的1/2到1/3，只有当胚长到足够大时，才能顶开种皮，也算得上是个简单的发芽时钟了。

不仅仅有机械式的时钟，很多植物的种子上以及包裹种子的果皮中还有一个化学时钟，那就是可以让种子休眠的物质——脱落酸（ABA）。有了这种物质，就可以保证果实只有经历了雨季大量雨水的洗刷，浓度降低到一定程度，才能发芽生长。

除了种皮上的化学物质，几乎所有的种胚中也都含有ABA，这些物质或者需要经过低温处理，或者经过高温处理才能被降解，而处理过程结束的时候，恰恰就迎来了最适合幼苗生长的天气。

人工拨动植物的生物钟

亿万年来，植物都在踩着光和热的钟点生息，可是人类的出现打破了这条自然线路。为了获取更多的粮食，为了在寒冬季节看到春日的花朵，抑或是为了让种子快速萌发以加快育种速度，人们开始拨弄植物的生物钟。

春小麦的低温处理，大概是最经典的人为调整植物生物钟的案例了。前面说到，小麦必须经过低温，才能诱导花芽的发育，进而抽穗、开花、结籽。而在春小麦播种之时，寒冬早已过去，不经历低温，如何开花呢？聪明的农学家早就发现了低温的奥秘，并且，低温处理种子的效果同处理麦苗的效果是相同的，也就是说，经历了低温的种子在发芽时，已经携带了开花必需的赤霉素等物质。别小看这个发现，正是它让小麦的种植区域扩展到那些冬季零下数十度、冬小麦无法越冬的地方，大大增加了粮食产量。

同样的低温开关的控制工作，还发生在牡丹身上。也正是对于低温开关的深入了解，才让我们在春节之时，可以欣赏到雍容华贵的牡丹花。把在4℃左右处理6周的牡丹花挪进温室，再在花蕾上涂抹赤霉素，这样就拨动了牡丹的“时钟”，让它们在春天到来之前就苏醒过来，绽放出艳丽的花朵。

而想让菊花按时开放，则要调整光的周期了。对于这种短日照植物，只要把光照时间控制在一定水平之下，菊花也可以在夏日绽放。本应代表季节的各式花朵，在人类的指挥下似乎全然没有了时间的概念。

气候变暖引发的悲剧

在漫漫寒冬之时，或许人们都希望春天早点到来，希望百花早日盛开，希望蝴蝶早点在花丛翩翩起舞，希望小鸟早点在枝头歌唱。如今，越来越多的植物开花时期的资料表明春天真的提前了。在日本，樱花的花期比20年前提前了5.5天；在美国西南部沙漠地带，灌木的花期比100年前提前了大约20到40天。然而，在这个提前到来的春天里，风景真的会很美吗？

在阳光明媚的“早春”，春风早早地叫醒了地球上最后一株腊梅。枝头的花朵尽最大的努力让自己的黄色外衣更醒目一点，它们还卯足劲发出丝丝香气。然而，这些从祖辈继承下来，用于吸引蜜蜂传粉的招牌似乎不再像以往那么有效了——天空中和花丛中都寂静无声。当花瓣带着遗憾再次化为春泥时，蜜蜂终于出现了。它们依然像祖辈那样在田野中寻觅可口的花粉和甘甜的花蜜，可一切都晚了，等待它们的只有枝头萎蔫的花朵和地上凋零的花瓣。结局可想而知，腊梅和蜜蜂就像爱情悲剧里的男女主角，感情至深却不能相见，终于双双郁郁而终。

随着全球变暖趋势加剧，春天进一步提前，这种植物花期和传粉者活动期分离的问题将进一步加剧。科学家通过数据模型预测，在今后的50年里，气温每升高1℃，植物开花期就将提前4天。这样情况持续下去的话，会导致17%～50%的传粉者失去生存所需的食物来源，这些传粉昆虫的活动周期也将缩短一半，最终会导致那些“无虫问津”的花朵和“缺吃少喝”的昆虫永远从地球上消失。

在亿万年进化历程中形成的植物时钟，比我们的时钟要复杂得多，也正是这些复杂的系统让我们感受到春天的希望、夏天的茁壮、秋天的丰硕和冬日的宁静。科学家正试图用基因手段来完全控制植物萌发、生长、繁殖和休眠的进程，这种随意拨动时钟的行为究竟是好是坏，只能让时间来检验了。

延伸阅读

什么花最守时？

人们常说，“早睡早起身体好”。有些植物似乎也会按照这条教导，过着“日出而开，日落而息”的生活。西双版纳植物园中的时钟花就是这样一种“生活规律”的花朵。每天早上9点左右，当阳光洒在花朵上的时候，花瓣才徐徐张开。这时会有辛勤的蜜蜂迫不及待地来采集花粉和花蜜。到了晚上6点左右，太阳落山，蜜蜂收工之后，时钟花的花瓣又闭合在一起。

人们按时作息是为了获得好身体，而花朵定时开放则是为了传播更多花粉，结出更多的种子。在长期的进化过程中，虫媒花和传粉动物之间形成了紧密的联盟。动物为花朵传粉，而花朵则为动物提供花粉和花蜜。动物的活动受到光线和环境温度的限制，没有一种动物能全天候24小时工作。所以，有些聪明的花朵会在动物休息的时候也给自己放放假。特定的开放时间，不仅保证了有效传粉，更重要的是可以避免花粉因为风吹或者非传粉动物的捣乱而白白损失。

跟有些人习惯在深夜工作一样，植物界中也有一些夕开朝落的“夜猫子”。这些植物一般是由蛾子、老鼠、蝙蝠这些夜行性动物传粉的。像昙花、王莲就是这样的花朵。一般来说，这些花朵都有非常浓郁的香气，在黑暗中为传粉者提供“路标”。