Τι προετοιμασίες πρέπει να κάνουν τα φυτά πριν από την αντοχή στον παγετό
Όταν η θερμοκρασία το φθινόπωρο είναι χαμηλότερη από 15°C, τα φυτά αρχίζουν να προετοιμάζονται για το χειμώνα, που είναι για να αποτρέψουν την εμφάνιση κρυσταλλικών πυρήνων και να μειώσουν τη συγκέντρωση του σημείου πήξης.
Για πολλά χρόνια, προκειμένου να αποφευχθεί η ζημιά από τον παγετό των φυτών στη γεωργική παραγωγή, η μέθοδος απελευθέρωσης καπνού χρησιμοποιείται συχνά για να παγώσουν οι κρύσταλλοι πάγου στον αέρα αντί στην επιφάνεια των φύλλων, κάτι που είναι πολύ αποτελεσματικό. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι υπάρχει ένα κοινό βακτήριο στην επιφάνεια των φυτών που μπορεί να γίνουν πυρήνες κρυστάλλου, έτσι στη δεκαετία του 1960 καλλιεργήθηκε μια νέα παραλλαγή. Αυτή η παραλλαγή δεν σχηματίζει πυρήνες πάγου, εμποδίζοντάς τους έτσι να χρησιμοποιηθούν ως πυρήνες κρυστάλλου.
Μερικά φυτά έχουν ένα δικό τους κόλπο, εκκρίνοντας υπέροχες πρωτεΐνες που ονομάζονται αντιψυκτικές πρωτεΐνες στα φύλλα τους. Η πρωτεΐνη, που βρέθηκε για πρώτη φορά στο αίμα των ψαριών του πολικού ωκεανού, όχι μόνο μειώνει το σημείο πήξης του νερού, αλλά επίσης επιτρέπει στα μόρια του νερού να ευθυγραμμιστούν γύρω τους, σχηματίζοντας κρυστάλλους πάγου που είναι μόνο δισδιάστατοι και όχι τρισδιάστατοι. Οι επιστήμονες εικάζουν ότι αυτός μπορεί να είναι ο λόγος που το αίμα των ψαριών των πολικών ωκεανών δεν μπορεί να παγώσει. Αργότερα, μοριακές πρωτεΐνες με παρόμοιες δομές βρέθηκαν στα φύλλα και τα φυτά της βρώμης, και εικάστηκε ότι θα μπορούσαν να αποτρέψουν την επέκταση των κρυστάλλων πάγου στα φύλλα στον ιστό των φύλλων μέσω των στομάτων.
Μερικά φυτά συσσωρεύουν περισσότερα ιόντα καλίου, ιόντα ασβεστίου, αντιοξειδωτικές ουσίες, ζάχαρη, άμυλο, υδρόφιλα αμινοξέα, υδρόφιλες πρωτεΐνες κ.λπ. στα κενοτόπια για να μειώσουν το σημείο πήξης του διαλύματος μέσα και έξω από τα κύτταρα. Τα κύτταρα εκκρίνουν επίσης πολλές ουσίες στο κυτταρικό τοίχωμα για να ρυθμίσουν την κατάσταση του διαλύματος στο κυτταρικό τοίχωμα. Για παράδειγμα, το διάσημο καναδικό σιρόπι σφενδάμου συσσωρεύει μεγάλη ποσότητα αμύλου στο φλοιό για να αποτρέψει το πάγωμα το φθινόπωρο και το μετατρέπει σε σακχαρόζη την άνοιξη.
Το φθινόπωρο, τα φυτά αυξάνουν επίσης τη σύνθεση των ακόρεστων λιπαρών οξέων στη μεμβράνη πλάσματος και σε όλες τις βιολογικές μεμβράνες, βελτιώνοντας την ελαστικότητα και τη ρευστότητά τους, η οποία είναι ευεργετική για να αντέχει στην εκτίναξη της πλασμόλυσης που προκαλείται από την ημερήσια κατάψυξη και απόψυξη, αν και αυτά τα παρασκευάσματα κάνουν τα φυτά να πληρώνουν επιβράδυνση της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής Η τιμή της ταχύτητας. Μερικές φορές η θερμοκρασία το φθινόπωρο είναι ζεστή και κρύα και όταν τα φυτά δεν είναι έτοιμα, έρχεται ξαφνικά η ψύξη και το πάγωμα και τα φυτά θα υποστούν πρωτοφανή σοβαρούς τραυματισμούς.
Οι παγοκρύσταλλοι είναι στερεές ουσίες νερού που σχηματίζονται από τη συμπύκνωση και την ανάπτυξη υδρατμών στους πυρήνες πάγου.Το αν οι μικροί εξωκυτταρικοί κρύσταλλοι πάγου μπορούν να μεγαλώσουν εξαρτάται από το αν το κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να συμπιεστεί. Τα κυτταρικά τοιχώματα των ποωδών φυτών έχουν περισσότερη κυτταρίνη και λιγότερη λιγνίνη, και μικροί παγοκρύσταλλοι μπορούν εύκολα να συγχωνευθούν σε μεγάλα παγάκια, επομένως η ικανότητά τους να αντιστέκονται στην κατάψυξη είναι φτωχή. Σε γενικά βόρεια δέντρα, οι κρύσταλλοι πάγου θα συγχωνευθούν σε παγάκια μεταξύ του φλοιού και του πυρήνα, και αν τα παγάκια είναι πολύ μεγάλα, ο φλοιός μπορεί να ραγίσει. Μερικά δέντρα στη Σιβηρία έχουν ένα ιδιαίτερα ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα λιγνίνης και απλά δεν δίνουν στους μικρούς κρυστάλλους πάγου την ευκαιρία να παγώσουν και να σπάσουν το φλοιό, ώστε να μπορούν να επιβιώσουν στους -60° έως -50°C.
Επιπλέον, το μέρος όπου μπορεί να βρεθεί πάγος στον φυτικό ιστό είναι στη βάση έξω από αδρανείς μπουμπούκια ανθέων. Το νερό μέσα στους αδρανείς οφθαλμούς των μηλιών, αχλαδιών και ροδακινιών έχει την ικανότητα να αντέχει το κρύο και οι κρύσταλλοι πάγου δεν θα σχηματιστούν στους -20°C ή ακόμα και στους -40°C, κάτι που ονομάζεται υπερψύξη οργάνων. Τον βαρύ χειμώνα, ο κορμός παγώνει και ραγίζει, αλλά οι αδρανείς μπουμπούκια ανθέων στα οπωροφόρα δέντρα αποφεύγουν τη ζημιά της κατάψυξης, διασφαλίζοντας ότι τα δέντρα θα ανθίσουν και θα καρποφορήσουν την ερχόμενη άνοιξη.
