树叶的形状为什么是各种各样的_树叶形状形成的原理


树叶的形状为什么是各种各样的_树叶形状形成的原理

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关于叶子 , 有一件事是科学界长期以来达成的共识:叶子只能在可利用的水分允许的情况下长大 , 但又不能大到让整个植物过热 。
叶子需要水来成长 。那太阳的意义呢?树叶收集这些光线 , 通过光合作用把它们转化为食物;而如果阳光直射太多 , 光合作用引擎就会转得很热 , 有把它们烧坏的危险 。

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植物的叶子被完美地设计成可以捕捉阳光和二氧化碳 , 再把它们变成食物
所以 , 当谈到叶子的大小时 , 植物有着一个简单的标准——靠水生长 , 抑制阳光 。而在中间的某个地方 , 一片叶子有着良好的平衡;在自己独特的环境下 , 它能长到合适的大小 。
但是最近 , 在研究了世界各地的7000种植物后 , 澳大利亚科学家在自然数学中发现了一个新的变量——不仅是过热的风险使树叶成长受到控制;夜间的寒冷 , 也是重要原因 。
事实上 , 比起过多的光线 , 植物可能更担心着凉 。
但所有的树叶不都在做同样的事情吗?
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一棵无花果树的叶子(左)看起来和蕨类植物(右)的叶子完全不同
科学似乎更不确定的是 , 为什么树叶看起来是这样的?为什么无花果树的叶子 , 看起来和蕨类植物的叶子大不相同呢?
当然 , 大自然设计出这五彩缤纷的色彩和图案 , 不就是为了让人类保持敬畏和惊奇吗?
事实证明 , 告诉植物如何穿衣的 , 既不是太阳和夜晚寒冷的空气 , 当然也不是目瞪口呆的人类:树叶的形状 , 是对树种长期的生态和进化历史的一种反应 。
换句话说 , 一个物种进化出了一种叶子——不管是简单的、开放的芭蕉叶 , 还是纺锤形、耐寒的松针 。

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松针是一种专门用来保持水分和抵御严寒的叶子
正确的植物 , 正确的位置 , 产生正确的叶子2003年的一项研究表明 , 叶子的风格也是它的功能所在——确保为特定的环境开发出合适的叶子 。毕竟 , 对于植物来说 , 这是生死攸关的事 。
例如 , 树叶的角度 , 可能在阳光被拦截的过程中起作用 。尖锐的角度 , 会减少叶子在正午烈日下截获的光线量 。相反 , 较圆的叶片 , 可以获得更大的日光截获量和潜在更大的碳获取 。

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热带植物的叶子角度是这样的 , 它可以遮阴 , 避免过多太阳
当然 , 有一些基本的标准 , 可以防止植物偏离自然的界限 。
一片叶子的设计必须足够开放 , 以捕捉阳光 , 进行至关重要的光合作用 。同时 , 它还需要确保叶子的形状能够让气孔吸收足够的二氧化碳 , 从而为这个过程提供燃料 。

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叶子的气孔有助于它们吸入二氧化碳 , 进行光合作用
这就是尺寸起关键作用的地方 。像太阳能电池板一样 , 大叶子尽可能多地吸收阳光;较小的叶子会避开过多的阳光 , 在寒冷的天气里集中精力抵御严寒 。
每一种植物都以不同的方式设计树叶 , 以完全适应其所处的环境——低于这个标准 , 就意味着生命的终结 。

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无花果即使在最微小的变化中也会脱落叶子 , 长出新的叶子
【树叶的形状为什么是各种各样的_树叶形状形成的原理】以一份研究无花果的报告为例:研究人员发现 , 买回的无花果树 , 会发生叶子掉落的现象;而当新叶子重新长出来的时候 , 它们的大小、形状和厚度都不同于以前 。这很有可能是因为植物为了完全适合特定的环境 , 而重新设计了它们的叶子——即使这种情况 , 只是从客厅到卧室的变化 。