Do biến đổi khí hậu toàn cầu, các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt đang trở nên thường xuyên hơn ở nhiều khu vực, đặc biệt là mùa đông lạnh giá, gây ra những thách thức sinh tồn cho nhiều loài thực vật. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng một số loài thực vật có thể sống sót trong môi trường cực lạnh tới -40°C, điều này khiến mọi người tự hỏi những loài thực vật này có cơ chế sinh tồn và khả năng thích nghi như thế nào?
Độ cứng của thực vật mô tả khả năng sống sót của chúng trong điều kiện phát triển bất lợi, đặc biệt là khí hậu khắc nghiệt. Điều này không chỉ liên quan đến khả năng chịu đựng nhiệt độ thấp mà còn liên quan đến sức đề kháng với nhiều điều kiện khí hậu khác nhau như hạn hán hoặc gió. Theo đặc điểm sinh trưởng của cây, khả năng chịu lạnh có thể chia thành hai loại: cây chịu lạnh và cây chịu lạnh yếu. Loại trước có thể chịu được nhiệt độ dưới một phạm vi nhất định, trong khi loại sau không thể chịu được điều kiện đóng băng.
Trong môi trường cực lạnh, một số loài thực vật có thể sống sót bằng cách sử dụng cơ chế siêu làm mát để giảm sự hình thành tinh thể băng trong tế bào của chúng.
Nhiều loại cây chịu được mùa đông có thể vẫn khỏe mạnh và ngủ đông trong điều kiện giá lạnh khắc nghiệt. Những loại cây này không chỉ giới hạn ở các loại cây thường xanh có thể chịu được thời tiết lạnh mà còn bao gồm nhiều loại cây trồng như bắp cải, súp lơ và cà rốt. Những loại cây như vậy có thể tiếp tục phát triển vào mùa đông, hoặc những loại cây thân củ cần nhiệt độ thấp để nở hoa, chẳng hạn như hoa tulip.
Để thích nghi với nhiệt độ thấp, thực vật thân gỗ đã áp dụng nhiều chiến lược sinh tồn khác nhau, phổ biến nhất là quá trình hạ nhiệt. Quá trình này bao gồm việc ức chế sự hình thành tinh thể băng bên trong tế bào hoặc cho phép nước đóng băng ở những phần ít bị ảnh hưởng của cây. Đối với một số loại cây chịu lạnh, hiệu quả của quá trình này phụ thuộc vào khả năng thích nghi của chúng.
Trong thế giới thực vật, có một số hệ thống đánh giá độ cứng cáp. Trong số này, hệ thống phân bổ vùng chịu lạnh của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) là rộng rãi nhất, dựa trên nhiệt độ tối thiểu trung bình hàng năm. Hiệp hội Làm vườn Hoàng gia Anh đã thiết lập một tiêu chuẩn đánh giá từ H1a đến H7 cho nhiều loại cây khác nhau. Hệ thống phân loại này giúp người làm vườn hiểu rõ hơn và lựa chọn được những loại cây phù hợp với sự phát triển tại địa phương.
Sự phát triển thành công của cây chịu lạnh không chỉ phụ thuộc vào đặc điểm riêng của chúng mà còn phụ thuộc vào những thay đổi trong môi trường hiện tại và tình trạng sức khỏe của chính cây.
Khi những hiện tượng bất thường về khí hậu gia tăng, các nhà máy ở cả hai bên đường có thể phải đối mặt với áp lực và thách thức chưa từng có. Liệu điều này có thúc đẩy chúng ta suy nghĩ sâu sắc hơn về cách tìm ra những loài thực vật cứng cáp vẫn có thể sống sót và phát triển trong những thay đổi môi trường trong tương lai không?