「寒梅著花未？」植物如何選擇開花時間

經過了漫長的冬天，等到春天終於來臨的時候，許多植物就會爭先恐後的開花。雖說「忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開」據說是描述雪景，但是用在植物上也很適合。

不過，就像俗話說的「春天後母面」，就算春天到了，有時也會有所謂的「倒春寒」，這時候，搶先開花的植物可能就會遭受寒害，只能嘆「朔風如解意，容易莫摧殘」了。

所以，到底要不要搶先在早春的時候開花呢？最近有研究團隊以沙櫻桃（Prunus pumila）為模式，研究早春開花對植物的風險與收益。

沙櫻桃。圖片取自維基百科。

沙櫻桃是北美原生植物，從加拿大到美國都有它的蹤跡。研究團隊將它們分三組，一組是對照組、一組（輕度霜凍）以攝氏-2到-1度處理三小時，另一組（嚴重霜凍）則以攝氏-5到-4度處理一小時。

他們發現，嚴重霜凍對受精率造成極大的傷害。與輕度霜凍及對照組相比，嚴重霜凍組只有15%的受精率，而輕度霜凍則有42%、對照組為56.2%。這使得嚴重霜凍組只產生了60個果實（平均每株植物1個），輕度霜凍組有759個（每株12.7個）、對照組 832個（每株13.9個）。

霜凍對植物的傷害，是否也會讓花朵變得無法吸引授粉昆蟲呢？研究團隊取每組12株植物，每天選在授粉昆蟲活動力最強的時候（早上10點到下午4點）觀察每株植物各10分鐘，記錄下所有接觸花朵生殖器官的昆蟲。

結果發現，主要的授粉昆蟲是屬於雙翅目（68.2%），其次是膜翅目（24%）、鞘翅目（7.8%）。雖然總體昆蟲訪問率並沒有顯著差異，但是雙翅目昆蟲訪問輕度霜凍及對照組的頻率顯著高於嚴重霜凍組，且牠們偏好初現階段的花朵。

所以，霜凍的確會對植物（包括花朵）產生嚴重的傷害，也會嚴重影響結果率。那麼，為什麼植物還要搶先開花呢？

為了了解延遲開花是否有害，研究團隊將植物放到冷房去冷藏，然後分批將植物取出，讓這些植物延遲開花時間兩週到三週不等。

結果發現，延遲二週的植物，受精率約為26.8%；延遲三週的植物，授粉率降到11.3%。為了排除授粉者可用性對受精率的影響，研究團隊還進行了人工授粉實驗，結果也發現延遲開花時間對受精率有負面的影響。也就是說，雖然早開花可能會遇到朔風摧殘，但是延遲開花卻也會造成授粉率/受精率下降；但是如果遇到的是解意的朔風（輕度霜凍），對植物的傷害其實不大，感覺是蠻划算的冒險。

所以，對植物來說，到底什麼時候該開花，其實是植物在高溫與低溫之間權衡，以最大化繁殖成功率為核心利益，所做出的通盤考量結果。

也就難怪，在每年的春天，總是會有些植物「凌寒獨自開」了！

參考文獻：

Lake Diver, D. A., and J. A. Savage. 2024. Weighing the risks and benefits of flowering early in the spring for the woody perennial Prunus pumila. American Journal of Botany 111: e16417. https://doi.org/10.1002/ajb2.16417