为什么世界上没有两片相同的叶子呢?真相来了!
作者:何震天 科普作者
审核:刘光裕 中国科学院西双版纳热带植物园 高级工程师
每片叶子都有着相同的使命:从阳光中获取能量。
植物叶片细胞中充满了叶绿体,这种细胞器内含有叶绿素。叶绿素能够把阳光、水和空气中的二氧化碳转化成糖作为植物的营养,并释放氧气,这一过程就是光合作用。光合作用对于植物的生长极其重要,植物所需的几乎90%的营养都来自于它。然而,你有没有想过,如果叶片的主要任务如此相同,为什么在大自然中植物会长出形状不同的叶子?
答案藏在植物所生存的环境之中。
不同植物叶子的形状经过许多世代的演变,主要受所在环境的光照和降水影响,其它如风、温度、土壤,甚至食草动物也对叶片的形状有一定的塑造作用。此外,植物不同的生长阶段对能量的需求不同,因此对光合作用的效率也会有不同的要求,这同样可能影响到叶片的形状与大小。
在不同物种的植物身上,生长地环境特征与叶片形状的关系表现得最为明显。
比如,生活在密林深处的树木,它们的周围总是被更高大的邻居遮挡,阳光难得洒落。如何在这片荫庇之地生存呢?那就是长出宽大而平展的叶子。宽大的叶片仿佛伸展开的双手,这样植物就能够接住每一丝从缝隙中落下的阳光。但宽大的叶片也更容易散发水分,所以长有宽大的叶子的植物更多出现在湿润的地区,热带雨林就是一个很好的例子。毕竟那里的雨量充沛,可以尽情挥霍。同样生长在多雨地区的山毛榉,它的叶子甚至长有独特的沟槽,可以有效排水,防止水分停留时间过长导致叶片受损。
云南西双版的云南芭蕉,有着宽大的叶片
热带雨林中的野生龟背竹,往往能长出比家养龟背竹更大的叶片
湿润多雨的海洋气候最利于欧洲山毛榉的生长,
它们布满“排水槽”的叶子可以很好地应对连绵的雨水
反过来看,那些生长在阳光炽烈、干燥少雨的地方的树木,它们的叶子却是另一番模样。这些树木的叶子细长如针,这种形状有效减少了水分蒸发。再加上一层蜡质的外壳,仿佛穿上了一件精心设计的"防晒外套",既能保护自己不被晒伤,又能在水源匮乏的环境中减少植物水分的流失。不仅如此,细长的针状叶片,还能帮助树木承受大雪和狂风的考验,让树木不易倒伏。
生长在靠近北极地区的挪威云杉,长着一簇簇针状的叶子,它们也通常被用作圣诞树
大兴安岭的落叶松,每年秋季会变得金黄并脱落。
它们的叶子看似细如绒毛,实际非常硬挺。
叶片边缘的锯屑可以促进蒸腾作用和光合作用。生长在寒冷地区的桦树的嫩叶往往有着更密集的锯齿,这帮助它们高效地进行蒸腾作用,带动养分的流动,从而能在短暂的生长季更快速地长大。
桦树的嫩叶
世界上没有两片相同的叶子,每一片独特的叶子都是植物积极适应环境的历史记录。
作者:何震天 科普作者
审核:刘光裕 中国科学院西双版纳热带植物园 高级工程师
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