植物和昆蟲共同演化，在春天大致同時出現。 Marek Mierzejewski/Shutterstock
傳統上，二月中旬的樹籬可能會被雪覆蓋成白色。今年的白色是黑刺李花的作品——春天的預兆。儘管在潮濕陰沉的冬季之後，開花期提前是一個受歡迎的跡象，但對於經驗豐富的季節觀察者來說，提前開花卻帶來了不安。我想知道這種植物總是在二月中旬開花，還是有什麼變化？
幸運的是，記錄和理解季節事件的科學——物候學，在英國有著悠久的歷史。 羅伯特·馬沙姆一位18 世紀的博物學家，早在1736 年就記錄了他所在的諾福克村莊的花、鳥和昆蟲的出現。馬沙姆的後代繼續記錄到1958 年。林地信託基金保持了這一傳統 大自然的日曆，這是一項邀請公眾記錄各種季節性事件的計劃。
詳細分析 科學家對 2022 年近 40 萬株植物的記錄顯示，如果將所有物種放在一起考慮，英國的平均開花時間比過去 13 年提前了一個月。物種之間存在差異。常見的樹籬植物山楂的花期一般比 1980 世紀 XNUMX 年代初提前 XNUMX 天，而七葉樹的花期則提前 XNUMX 天。
自 1980 世紀 XNUMX 年代以來，氣候迅速變暖。透過提早開花，植物意識到冬天變得更短、更溫和。它們感覺到天氣越來越暖和，並以類似於人類感覺皮膚溫暖的方式改變春季的發育，因此外出時穿的衣服更少。植物和動物檢測這些線索的精確機制有所不同，但兩者都會對氣候變遷做出反應。
無需眼睛和皮膚即可檢測光和熱
植物透過一種稱為光敏色素的色素來檢測秋季白天的縮短，這種色素對電磁波譜紅色區域的波長特別敏感。更長的秋夜改變了紅光的品質。雖然這種微妙的轉變人類無法察覺（我們的眼睛對這部分光譜不敏感），但植物可以檢測到這種轉變並開始改變。
正如秋天會導致我們血液中血清素激素的水平下降一樣，感知到冬天即將來臨的植物也會增加一種稱為脫落酸的激素的產生。這有多種影響。在落葉樹中，樹枝停止生長，長出堅韌的冬芽，能夠在霜凍和雪中生存，葉子也會脫落。
春季的生長是由光長度和溫度的類似觸發因素決定的，但溫度通常具有更重要的作用。如果植物只注重光照，那麼它們就有可能在致命霜凍威脅仍然存在時開始生長，或者在溫和的早春錯過良好的生長時間。溫度檢測確定春天花朵何時出現。這就是為什麼全球暖化在這些花的早期出現中表現得很明顯。
目前尚不完全了解植物如何檢測溫度。其中一些可能是由於當空氣低於一定溫度時，其細胞中的生長停滯激素會分解，從而使生長激素增加。
人類的皮膚上有神經來偵測溫度，而植物可能依賴色素，儘管其機制尚不完全清楚。熱是光敏色素敏感的相同電磁波譜的一部分，因此可能涉及這種色素。無論啟動生長的機制是什麼，溫度也決定了植物生長的速度。
花和傳粉者不同步
像蜜蜂這樣的昆蟲傳粉者必須同步它們的生命週期，這樣當它們所賴以生存的花朵出現時，它們就可以飛翔。它們從冬季出現的時間也取決於溫度和白天長度的影響以及荷爾蒙的介導。
許多代傳粉者的進化在花朵的出現與其傳粉者的出現之間產生了緊密的聯繫。如果花和傳粉者的出現不同步，昆蟲就沒有花蜜，植物也不會受精。
葉子的出現和以葉子為食的昆蟲食草動物之間也存在類似的關聯。氣候變遷的迅速性以及兩個群體應對方式的細微差異可能會打破這種同步性，給雙方帶來嚴重後果。
一項大型研究 德國科學家透過觀察 1980 年至 2020 年間花朵及其傳粉媒介的出現時間，發現了一幅複雜的圖像。兩者都透過提早開花和出現來應對氣候變化，但植物做出了更大的轉變。
昆蟲群體之間存在差異，蜜蜂和蝴蝶與植物同步變化，但在食蚜蠅中沒有觀察到這種情況。這些昆蟲的物種之間也存在差異。
即使植物及其依賴的昆蟲同步改變時間，食物鏈的下一個階段可能不那麼靈活。橡樹葉是橡蛾毛毛蟲的食物。反過來，這是藍山雀和斑鶲等鳥類雛鳥的主要食物 鏈接文本。小雞幾乎同時孵化，而橡樹葉和毛毛蟲出現得更早，到目前為止仍然保持同步。但持續多久呢？
黑刺李花仍然是冬季的一種受歡迎的緩解方式，也是春天即將到來的標誌。但它們也是氣候變遷的一個跡象：一項關於植物和動物的時間和同步性以及它們所屬的錯綜複雜的食物鏈的實驗正在展開。
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