本文最初发表于 The Conversation。
自史前时代以来，人们就一直用复杂的仪式来庆祝 夏至。但人类并非唯一会注意到6月21日这个特殊日期的物种。研究表明，夏至对植物来说也是一个重要的信号。
最近的研究，包括我自己的研究，提出树木可能利用一年中最长的一天作为其生长和繁殖周期的关键标记。夏至似乎对树木来说就像一个日历提醒。
例如，在夏至时，生长在寒冷地区的树木会减缓新木质细胞的产生，并将精力集中在完成已形成的但尚未完全成熟的细胞上。这确保了树木在冬季来临前有时间完成细胞构建。未完全成熟的细胞会被冬季的冰冻温度损坏，导致它们在第二年无法输送水分。
同样，树木利用夏至来精细调整叶片的“凋零”或衰老过程，为秋季做准备。衰老使树木能够在叶子落下前从叶子中重新吸收关键营养。这个过程的定时是为了平衡过早“凋零”导致的光照不足，以及过晚凋零而导致叶片被秋霜杀死从而损失营养的风险。
对森林的卫星观测和温室内的对照实验表明，夏至前的温暖温度会使当秋季叶片变黄的开始时间提前。相反，夏至后不久的温暖温度会减缓衰老过程。
这意味着从绿叶到全黄叶的过渡期会延长。这种精细调整使树木能够延长温度保持较长时间的年份的光合作用时间，从而不会错过这些有利条件。
但并非所有科学家都确信这一点。从进化的角度来看，夏至可能不是用于定时这些转变的最佳季节性标记。例如，在极北地区的森林中，叶子直到6月初才出现，距离夏至仅几天，而生长季可以持续到10月下旬。在这些森林中，利用夏至来启动凋零过程对于才刚刚开始一年生长周期的树木来说意义不大。
然而，关于植物利用夏至同步繁殖的观点，大家却有更多的共识。
在许多植物，尤其是温带中纬度地区的树木中，它们产生的种子数量逐年变化很大，被称为“结实周期”。一颗巨大的欧洲山毛榉树在一个丰收年（“结实事件”）可以产生数十万粒种子，而在其他年份则完全停止繁殖。
山毛榉树以同步的方式改变其年种子产量，通常是在大陆尺度上。它们这样做是为了提高繁殖效率。
图片：Getty Images Sergio Formoso
一种小飞蛾，Cydia fagiglandana，将卵产在山毛榉的花中。当幼虫孵化时，它们会吃掉并破坏发育中的种子。饥荒和丰收年的周期有助于保护它们的种子免受这些飞蛾的侵害。
英国的山毛榉树通常会因Cydia飞蛾而损失不到5%的种子，因为这种周期会使飞蛾数量减少，为丰收年做好准备。但当树木不同步时，种子损失可能会增加到40%以上。
几十年来，我们一直知道山毛榉的结实事件发生在温暖夏天的第二年。这些温暖的温度会触发花芽的形成增加。更多的花芽通常会导致当秋季产生更多的种子。
科学家们长期以来一直对欧洲的山毛榉树似乎如何利用相同的季节窗口来控制结实事件感到困惑。它们的种子产量取决于6月下旬和7月上旬的温度，而与它们在欧洲的生长地点无关。但是，山毛榉树怎么会知道日期呢？
在我们团队2024年的研究中，我们表明它们利用夏至作为季节性标记。一旦夏至过后白天开始变短，欧洲的山毛榉树似乎会同时感知温度。
在夏至后的几周内，任何地方的温度高于平均水平，都有可能在第二年发生结实事件。相比之下，夏至前几周的天气条件似乎无关紧要。正如在天气图上看到的，温暖和凉爽的波动往往在很大区域内同时发生。
这使得山毛榉树能够最大限度地同步它们的繁殖，无论是投资于一个丰收年（温暖的温度），还是放弃一年的繁殖（低温）。使用夏至这样的固定标记是实现这种同步以及由此带来的好处的关键。
图片：Andrew Hacket Pain，CC BY-NC-ND
证据表明，这种现象来自对欧洲数十个森林的观察。然而，我的研究小组正在与欧洲约十几个其他小组合作，通过在不同地点操纵夏至前后山毛榉树枝的温度来测试这种效应。我参与的持续研究似乎表明，在夏至时会激活开花基因。
此外，对植物昼夜节律的研究表明，它们的分子中具有机制，可以检测并响应日长微小的变化。这是这种非凡规模的同步繁殖的基础。
如果未来一个月左右天气温暖，那么您当地的山毛榉树在今年秋天很可能会有大量的种子产量。此外，英国及至北欧和中欧的树木很可能也会有同样的情况。
