树叶的形状为什么那么多
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树叶的形状为什么是各种各样的树叶的形状为什么是各种各样的树叶的形状是各种各样的,那是因为树在不同的环境,不同的气候下,自然的优胜劣汰选择出来的,最适合自己形状的叶子。
植物的生长需要水,在水分充足的情况下,植物才有可能生长得很高大。
同时,植物的生长还需要阳光,叶片吸收光线,通过光合作用将它们转化为食物。
但过多的阳光直射,植物也会有被灼伤的危险。
叶子的形状为什么能千差万别呢德国哲学家莱布尼茨说过:世上没有两片完全相同的树叶。
”那么叶子的形状为什么会千差万别呢?叶片因为含有叶绿体而具有将光能转变为化学能、将无机二氧化碳转变为有机营养物质的作用。
简单地说,叶片就是为植物制造营养的车间。
从营养器官的角度出发,叶片只要能制造营养,长成什么样都行,但从植物整体的角度看,叶片的生长必须符合植物整体的利益最大化。
设计一片叶片,植物必须考虑到三个重要的因素,即制造一片叶片需要的物质量、叶片的寿命和叶片吸收、转化阳光的效率。
因为不同的植物有不同的生理特点、生活在不同的环境,所以这三个因素也不尽相同。
而这三个因素反映到具体的一片叶片上,就是每一种叶片都有其独特形状,更具体的说,是每一种叶片都有其独特的叶脉结构。
这也就导致了叶子的形状千差万别。
树叶的形状及作用椭圆形:形如椭圆,中部最宽,尖端和基部都是圆形;心形:形如心脏,基部宽圆而微凹,先端渐尖;掌形:叶片三裂或五裂,形成深缺刻,全形如手掌;扇形:形如展开的折扇,顶端宽而圆,向基部渐狭;菱形:叶片成等边的叙方形;披针形:也叫枪峰形,叶基较宽,先端尖细;卵形:形如鸡卵,下部圆阔,上部稍狭,如桑;圆形:形如圆盘,长宽接近相等;针形:叶片细长如针;鳞形:形如鳞片;匙形:形如汤匙,先端圆形,向基部渐狭;三角形:基部宽平,三个边接近相等,如荞麦的叶。
树叶是植物进行光合作用、制造养分的主要器官。
通过吸收二氧化碳,为人类释放氧气(释放场所:气孔),提供食物,遮风挡雨。
树叶光合作用是通过叶绿体来完成的。
树叶的形状为什么是各种各样的写作文大家好!今天咱们聊聊一个特别有趣的话题——树叶的形状为什么千奇百怪。
可能有人会问:“这有啥好聊的?”嘿嘿,不急,咱们先来点儿小故事。
上个星期,我和朋友小张去公园散步。
那天阳光明媚,公园里绿树成荫。
走着走着,小张突然停下来说:“哎,你看看这些树叶,真是五花八门的形状,怎么就这么多花样呢?”我一愣,“说得也是。
要不咱们研究研究?”于是,我们开始了“树叶形状大调查”。
首先,我们注意到,有的树叶像心形,像枫树叶;有的叶子像手掌,像五指山;还有的叶子甚至像一把小扇子,这就是银杏叶啦。
为了搞清楚这些形状的秘密,我们决定找找大自然的专家——也就是树木。
小张这时候来了句:“要不我们问问树叔?他肯定知道。
”说着,他跑去一棵大树旁边,装作在和树讲话:“树叔,您可知道您叶子长得这么奇怪是为什么?”我在旁边忍不住笑,心想这小子还真是有趣。
不过,听他这么一问,我忽然也觉得这个问题挺有意思的。
我说:“其实,这些树叶的形状是有原因的。
每种树叶的形状都是为了适应不同的环境,比如说,有些地方光照很强,有些地方湿度很高,树叶的形状就会根据这些条件来变化。
”小张一副恍然大悟的样子:“哦,原来是这样。
那叶子为什么有的那么大,有的那么小呢?”我耸耸肩:“这就更复杂了。
有些大叶子可以帮助树木更好地进行光合作用,吸收更多的阳光。
小叶子呢,就适合干燥环境,它们可以减少水分的蒸发。
”这时候,小张突然说:“那你说,树叶的形状能不能告诉我们什么关于树木的秘密?”我思索了一下:“其实可以啊!比如说,有些树叶边缘有锯齿,这样可以帮助树叶更好地排水。
还有一些树叶背面有细小的毛发,这可以减少水分流失,适应干燥的环境。
”小张点点头:“哦,我明白了。
看来树叶真的是大自然的智慧结晶!”“没错!”我笑着说,“每一种叶子的形状和特点都是大自然给它们量身定制的。
而且,随着环境的变化,它们也会不断进化,以适应新的挑战。
”我们继续沿着小路走着,看着各种各样的树叶,感叹大自然的奇妙。
树叶的形状为什么是各种各样的写作文树叶的形状为什么是各种各样的?这个问题可真是让人头疼。
你说,它们都是树叶,为啥有的像心形,有的像手指头,还有的长得像小鸭子呢?这不就是让我们这些凡人琢磨不透的神奇世界吗?我们得明白,树叶的形状可不是随便长的。
它们是为了适应环境、生存下去才长成这样的。
比如,那些长得像心形的树叶,就是为了更好地接受阳光,进行光合作用。
你看,它们就像是一颗颗小太阳,照耀着大地,给我们带来温暖和能量。
而那些长得像手指头的树叶,就是为了方便雨水滴落,收集水分。
这可是个大本事啊!有了这些树叶,树木就能在干旱的时候顽强地生存下去。
还有一些树叶的形状是为了吸引昆虫来传播花粉。
比如,那些长得像小鸭子的树叶,它们的边缘有着特殊的纹理和颜色,就像是一张张美丽的画卷。
昆虫们可是喜欢这种美丽的东西哦!它们会在上面停留,顺便带走一些花粉,然后飞到另一棵树上,让这些树也开出美丽的花朵。
这样一来,树木之间就能互相帮助,共同繁衍生息。
有时候,树叶的形状还跟它们的种类有关。
比如,橡树叶子就很大很宽,像是一把把扇子;而枫树叶子则是红艳艳的,像是一片片火焰。
这些不同的形状和颜色,都是为了让树木更好地展示自己的个性和魅力。
你看,这个世界上的每一棵树都有它独特的美,都在用自己的方式诉说着生命的故事。
当然啦,除了这些原因之外,树叶的形状还可能受到基因的影响。
也就是说,有时候一棵树上长出的叶子会跟它的父母不一样。
这就好像是我们人类一样,每个人都有自己独特的外貌和性格。
所以,有时候你会看到一棵树上长出了好几种不同形状的叶子,那就是因为它们都是同一个树家族的一员啊!树叶的形状之所以千差万别,是因为它们有着各种各样的功能和目的。
它们既是大自然的杰作,也是生命的奇迹。
所以,当你下次看到一片树叶时,不妨多留意一下它的形状和颜色,说不定你会发现一个崭新的故事呢!。
大自然中树叶的特点
树叶作为植物的一个重要组成部分,具有多种特点,这些特点有助于它们在大自然中生存和繁衍。
以下是一些树叶的主要特点:
1.形状:树叶的形状多种多样,常见的有心形、卵形、
长圆形、椭圆形、倒卵形、倒披针形等。
这些形状有助于树叶最大化地进行光合作用,同时也有利于防止水分的过度蒸发。
2.大小:树叶的大小也各异,根据植物种类和生长环境
的不同,树叶的大小也会有所差异。
大型树叶通常具有较大的表面积,可以更有效地进行光合作用,而小型树叶则有助于减少水分蒸发。
3.颜色:树叶的颜色以绿色为主,这是因为叶绿素的存
在。
但也有一些树叶呈现出其他颜色,如红色、黄色等,这通常与季节变化、光照条件或植物种类有关。
4.质感:树叶的质感也有所不同,有的树叶厚实且富有
肉感,有的则轻薄如纸。
这种差异与植物的生长环境和功能需求密切相关。
5.边缘:树叶的边缘可能是光滑的,也可能是锯齿状
的。
锯齿状的边缘有助于减少水分的蒸发,同时也能增加叶片的机械强度。
6.结构:从结构上看,一片完整的树叶包括叶片、叶柄
和托叶三部分。
叶片是平展的,交叉生长,有利于接受更多的
阳光;叶柄支持着叶片,并把叶片和茎连接起来;托叶则起到保护幼叶的作用(有些植物没有托叶,有些植物的托叶很早就脱落)。
7.功能:树叶是植物进行光合作用的主要器官,通过光
合作用,树叶可以将太阳能转化为化学能,同时合成有机物。
此外,树叶还具有呼吸作用、蒸腾作用等功能。
总之,大自然中的树叶具有多种特点,这些特点使得它们能够适应不同的生长环境并发挥重要的生理功能。
树叶为什么是奇形怪状的二年级作文示例范文第一篇:《树叶为啥奇形怪状》嘿,小伙伴们!你们有没有想过,树叶为啥是奇形怪状的呢?这问题是不是有点儿意思?我觉得吧,树叶的形状可能是为了适应环境。
就像人穿不同的衣服来适应不同的天气一样,树叶也有自己的“小招数”。
也许是为了更好地吸收阳光,或者是为了减少水分蒸发,它们才长成了各种各样的样子。
有的树叶像手掌,有的像扇子,还有的像针一样。
这多神奇啊!就像大自然在玩一场创意大赛,每棵树都想展示出自己独特的风格。
我曾经在公园里看到过一棵特别的树,它的树叶形状超级奇怪,就像外星人的飞船一样。
我当时就想,这树叶难道是被施了魔法吗?哈哈,当然这只是我的想象啦!不过,也许树叶的形状还和它们的生长过程有关。
就像我们小时候长得和现在不一样,树叶可能也会随着时间的推移而改变形状。
还有一种可能,就是树叶的形状是随机的。
就像我们掷骰子一样,每次的结果都不一样。
大自然可能就是这么随性,让树叶长成各种各样的形状,给我们的世界增添了一份趣味。
但是,这只是我的一些想法啦,我也不是什么专家。
树叶为什么是奇形怪状的,可能还有很多我们不知道的原因。
你们觉得呢?是不是也有自己独特的想法?快来和我一起讨论吧!说不定我们能发现一些新的奥秘呢!哎呀,说着说着,我都有点佩服大自然的创造力了。
它真是个了不起的艺术家!下次当你看到一片奇形怪状的树叶时,不妨停下来仔细观察一下,想想它背后的故事。
也许你会发现,这个世界比我们想象的还要奇妙呢!嘻嘻,是不是感觉很有趣呀?好啦,关于树叶的形状就聊到这里啦!希望你们喜欢我的胡思乱想哦!拜拜啦!示例范文第二篇:《树叶为啥奇形怪状》嘿,大家好呀!今天咱们来聊聊树叶为啥是奇形怪状的。
这事儿吧,其实还挺有意思的。
你看哈,树叶的形状可真是五花八门啊,有的像手掌,有的像扇子,还有的像针一样。
这到底是为啥呢?我觉得吧,可能是因为树叶要适应不同的环境。
就比如说,在大森林里,有些树的叶子可能就得长成大而宽的形状,这样才能更好地吸收阳光,进行光合作用,对吧?而在一些比较寒冷的地方,树叶可能就会变得小而厚,这样可以更好地保暖,抵御寒冷。
树叶为什么是奇形怪状的二年级作文哇,这个题目好难啊!树叶为什么是奇形怪状的?这问题我得好好想想。
好吧,让我先从自己观察到的一些树叶说起。
那天,我和妈妈去公园玩,我看到树上的叶子形状各异,有的像小船,有的像扇子,还有的像蝴蝶一样轻盈。
它们五彩斑斓,有的绿油油的,有的黄澄澄的,还有的红艳艳的,好像在比谁最漂亮似的。
我觉得树叶这么多种形状和颜色,可能是因为它们来自不同的树吧。
就像我们班里的同学,每个人都有自己的特点和爱好,树叶也一样,每种树的叶子都有自己独特的样子。
但是,我突然想到一个问题,如果树叶都是圆圆的,那世界会变成什么样呢?会不会看起来很奇怪呢?想象一下,所有的树上都长着圆形的叶子,风一吹,满地都是圆叶子,感觉好像走进了一个巨大的泡泡世界。
哎呀,想想就有点晕,还是现在这样好,各种形状的叶子在一起,就像一幅美丽的画,让人赏心悦目。
说起来,树叶的形状其实还和它们的功能有关哦。
比如有些树叶宽大,能更好地吸收阳光;有些叶子细长,可以减少水分蒸发。
我觉得这就像我们穿衣服一样,夏天穿短袖是为了凉快,冬天穿棉袄是为了保暖。
树叶也是根据自己的需要选择最适合自己的形状。
不过,有时候我也挺好奇的,如果树叶能听懂我们说话,它们会不会觉得我们好奇怪啊?毕竟我们也会把树叶剪成各种形状做手工,或者把它们收集起来做标本。
要是树叶能说话,它们会说什么呢?“别动我,我在晒太阳呢!”或者“嘿,你看那边有只鸟,快帮我看看它是什么品种的!”哈哈,想想就觉得好玩。
话说回来,树叶的形状真的很重要,它们不仅影响树木的生长,还让我们的世界变得更加丰富多彩。
每当秋天来临,树叶变色的时候,就像是大自然在举办一场盛大的化妆舞会,每一片叶子都穿上了华丽的新装。
那个时候,我会和朋友们一起去捡落叶,做成各种有趣的东西,比如树叶画、书签,还有用树叶做的小船,放在水面上漂浮。
哎呀,写着写着,我都开始想念秋天了。
不过,不管季节如何变化,树叶总能给我们带来惊喜。
大班科学《各种各样的树叶》反思树叶是植物的重要组成部分,它们承担着光合作用和呼吸作用等重要功能。
树叶的形态、颜色和纹理各不相同,反映了植物的适应环境的特性。
本文将从形状、颜色和纹理三个方面,介绍一些常见的树叶种类,并对其适应环境的原因进行反思。
一、形状多样的树叶树叶的形状各异,有长圆形、心形、椭圆形、掌状等。
这种形状多样性是由植物的遗传因素决定的,不同的植物对环境的适应程度也有所不同。
例如,长圆形的树叶通常属于耐干旱的植物,其形状有利于减少水分的蒸发,从而提高抗旱能力。
而心形的树叶则通常属于生长在湿润环境中的植物,其形状有利于蓄水和防止过度蒸发。
二、丰富多彩的树叶颜色树叶的颜色也是多种多样的,有绿色、红色、黄色等。
树叶的颜色主要是由叶绿素和其他色素决定的。
叶绿素是植物进行光合作用的关键物质,使树叶呈现出绿色。
然而,在秋季,随着温度的下降和日照时间的减少,树叶中的叶绿素逐渐减少,其他色素逐渐显现出来,使树叶呈现出红色、黄色等不同的颜色,给人们带来了丰富多彩的秋天景色。
三、纹理各异的树叶树叶的纹理也是各不相同的,有平滑的、粗糙的、有锯齿状边缘的等。
这种纹理差异不仅是由植物的遗传因素决定的,还与植物生长环境有关。
例如,生长在干燥地区的植物通常具有密集的纹理和皱褶,这有助于减少水分的蒸发。
而生长在湿润地区的植物则通常具有较为平滑的纹理,这样能够更好地抵抗湿气的侵蚀。
树叶的形状、颜色和纹理反映了植物对环境的适应能力。
它们通过不同的形态特征,使植物能够在不同的环境中生存和繁衍。
形状多样的树叶可以减少水分的蒸发,增加植物的抗旱能力;丰富多彩的树叶颜色为我们带来了美丽的秋天景色;纹理各异的树叶有助于植物适应不同的生长环境。
因此,通过研究树叶的形态、颜色和纹理,我们可以更好地了解植物的适应能力,为保护和利用植物资源提供科学依据。
树叶的形状为什么是各种各样树叶是植物中重要的器官之一,它们在光合作用中起着至关重要的作用。
但为什么树叶的形状千差万别呢?本文将探讨树叶形状多样性的原因。
1. 适应环境的需要树叶的形状与所生长的环境密切相关。
不同的环境有不同的气候、湿度和适宜生长的植被。
树叶通过形状的改变可以适应各种环境条件。
在干燥的环境中,植物可能会生长出较小而厚实的叶子。
这样的叶子可以减少水分蒸发,从而保持植物的水分平衡。
例如,仙人掌的叶子就是由于环境干燥而演化出来的小而厚实的形状。
在湿润的环境中,植物可能会生长出较大而薄的叶子。
这样的叶子能够捕捉更多的阳光,并增加蒸腾作用以调节植物体内的水分。
丛林中的大叶子植物就是很好的例子。
2. 最大化光合作用树叶作为光合作用的主要场所,形状的多样性可以最大化植物的光合效率。
不同形状的叶子具有不同的表面积和光吸收能力。
一些树叶形状较大,表面积较广,这使得它们能够吸收更多的光能。
这对于生长在阴暗环境中的植物来说非常重要。
例如,铁皮石斛具有大而宽的叶子,以便能够吸收尽可能多的光能。
另一些树叶形状较小,表面积较小,这样可以减少水分蒸发,提高光合效率。
例如,针叶类植物的叶子就是较小的形状,以适应寒冷干燥的环境。
3. 生物多样性和进化树叶的形状多样性也是生物多样性的体现。
不同的物种通过形状的差异来区分彼此。
这也是进化过程中的结果,通过自然选择和适应性进化,树叶形状才得以多样化。
生物多样性对于生态系统的稳定性至关重要。
不同形状的树叶可以提供不同的功能,从而增加生态系统的稳定性。
一些树叶形状适合防御食草动物,例如刺状叶片。
而另一些形状如扇形叶子则能最大限度地展开以吸收光线。
4. 遗传和基因控制树叶形状的多样性也与遗传和基因控制相关。
研究表明,树叶形状受到多个基因的影响,并且这些基因的表达可以被环境因素所调控。
不同的基因会控制叶片的生长速率、边缘形状和叶表面的特征等。
这些基因的表达可以在个体生长过程中发生变化。
树叶的形状为什么是各种各样的写作文树叶的形状为什么是各种各样的?这个问题可真是让我头疼啊!不过,既然咱们要写这篇作文,那我就得好好琢磨琢磨。
我得说,树叶的形状确实挺有意思的。
有的像小船,有的像心形,还有的像蝴蝶翅膀。
这些形状各异的树叶,就像是大自然画的一幅幅美丽画卷。
你知道吗?树叶的形状之所以千差万别,是因为它们需要适应不同的环境。
比如,有的树叶长得圆圆的,像一个小球,这样可以减少水分的蒸发,让它们在干旱的环境中更容易生存。
而有些树叶则长得尖尖的,像一个剑客,这样可以让它们更容易抓住阳光,进行光合作用。
当然啦,除了适应环境之外,树叶的形状还跟它们的生长习性有关。
比如,有的树叶喜欢长成针状,这样可以让它们更容易吸收养分。
而有些树叶则喜欢长成掌状,这样可以让它们更容易接受雨水的滋润。
那么,为什么有的树叶长得像心形呢?这是因为心形的树叶可以让阳光更好地照射到叶子的中心部位,从而提高光合作用的效率。
而有些树叶长得像蝴蝶翅膀一样,这是因为这样的形状可以让风吹过时产生更多的涟漪,从而增加与空气接触的表面积,有利于进行呼吸作用。
树叶的形状之所以各种各样的原因有很多,但归根结底都是为了生存和繁衍。
这些形状各异的树叶,就像是大自然赋予它们的特殊任务一样。
所以,当你下次看到一片树叶的时候,不妨想想它为什么要长成这个样子,说不定你会发现一个全新的世界呢!
好了,关于树叶的形状为什么是各种各样的这个问题,我已经给你讲得差不多了。
希望这篇文章能让你对树叶有更深入的了解。
当然啦,如果你还有其他问题,欢迎随时提问哦!。
树叶的形状为什么是各种各样的引言:树叶是植物的重要组成部分,它们的形状千差万别,引人入胜。
有些树叶如长形、卵形、扇形等,形状优美而对称,而另一些树叶则呈锯齿、羽毛状甚至是丝质般。
那么,为什么树叶的形状如此丰富多样呢?树叶形状的多样性背后是什么原因?这篇文章将深入探讨这一问题。
一、生理适应树叶的形状与其生理适应密切相关。
不同形状的树叶可以帮助植物适应不同的环境条件,从而增加植物的生存竞争力。
举例来说,大叶子通常为光叶,表面积较大,能够更充分地吸收阳光进行光合作用,有助于植物生长。
而在阴暗的森林中,部分植物会采取小叶子的策略,以抵抗过度阴影。
小叶子的表面积相对较小,可以减少过剩的光合产物,并避免水分过度蒸发。
此外,有些植物生长在干旱地区,它们通常具有纤细且小尺寸的叶子以限制蒸发,并形成降低水分损失的气孔。
二、物种适应不同物种的树叶形状可能是适应其独特生存环境的结果。
不同的树种栖息在不同的地理区域,它们通过形状的差异来适应不同的气候和生境条件。
例如,常绿树种通常具有厚重且小尺寸的叶子,以减少水分蒸发并承受寒冷气候。
而热带雨林中的树叶通常较大,以能够充分接收雨水和太阳光。
三、遗传因素树叶形状的多样性也与遗传因素密切相关。
基因是决定植物发育和形态的重要因素,树叶形状也属于这一范畴。
研究表明,在树叶形状生成过程中,许多基因参与了控制叶片的边缘、形状和大小的发育。
在不同植物物种之间,基因的组合和调控方式可能存在差异,造成了不同树叶形状的出现。
四、环境压力环境压力对树叶形状的演化也起到了重要的作用。
植物在长期的自然选择中逐渐演化出适应环境的形态特征。
树叶的形状可能是植物对环境压力的适应结果。
例如,当植物生长在强风区域时,具有多刺或分段小叶的树叶形状可以减少风的冲击,降低损伤的概率。
同样地,沙漠中生长的植物往往有短且厚实的树叶,以减少水分蒸发和波及热射线。
五、物种间相互作用树叶形状的多样性也可能是物种间相互作用的结果。
树叶的形状为什么那么多?这个看似简单的问题,实际上长久以来一直未解释,最新研究又望给出答案。
隐藏在叶脉中的秘密
植物对温室气体二氧化碳的吸收比地球上其他任何东西(包括海洋)都多,植物吸收的二氧化碳是人类活动排放进大气的二氧化碳的10倍以上。
我们知道,植物主要靠叶子吸收二氧化碳,因此了解植物叶子对于弄清全球碳量很重要。
换句话说,要想查明全球碳量,必须搞清植物叶子的工作原理。
这里涉及到三个基本要素:制造叶子所需的碳量、叶子的寿命和叶子加工阳光的快慢(即进行光合作用的速度)。
上述三个基本要素以不同方式组合,最终就创造出多得令人难以置信的树叶形状和结构。
为了预测树叶怎样平衡这些要素以最好地服务于自己所属的树木,最近有科学家创建了一个数学模型。
科学家认为叶脉是树叶的根基,所以他们在这个模型中使用了在叶脉网络中清晰可见的三种特性:叶脉密度、叶脉之间的距离,以及就像人类毛细血管一样的较小的叶脉区域的数量(这些叶脉区域被称为“回路”)。
其中,叶脉密度是树叶在自己的网络中“投资”了多少的标志;叶脉之间的距离表明叶脉让树叶持续得到水和养分的能力;回路数量则显示树叶的强韧度,也与树叶的寿命长短有关(一当树叶被损害,回路就会改变供给物——水和养分的输运线路)。
叶脉能够揭示有关植物的大量信息。
比如,当植物张开其叶子上的小孔(正规叫法是“气孔”),为进行光合作用而吸收更多二氧化碳时,叶子就会在蒸腾作用(与天气和气候因素密切相关)下失去大量水分。
这一过程需要叶子内部的大量“管道”来输运水分,也就意味着需要大量较大的叶脉。
又比如,一种植物如果一直需要大量的水,它就会青睐特定几何形状的叶脉布局,从而为树叶的整体形状奠定基础。
因此,正是作为树叶骨架的叶脉在决定着树叶是古典的枫叶形还是刀刃般的柳叶形,抑或是其他形状。
总体而言,叶脉决定着树叶的一切——为树叶提供结构性支撑,抵御侵害,传输养分,甚至还帮助将化学信号传递给植物(在这方面叶脉就像是动物的神经)。
科学家所建立的数学模型正是通过综合上述的决定性因素——光合作用速率、树叶寿命、碳消耗量甚至氮消耗量之间的关系,来模拟出树叶“应该具有的”形状。
他们针对全球范围内超过2500种植物的树叶进行了对比研究。
结果发现预测情况与实际情况完全符合。
不过,上述最新研究成果还是显得有些笼统、含糊和深奥。
那么怎样才能找到一种可以简明扼要地解释树叶多样性的理论呢?有科学家试图通过比较热带植物和温带植物来回答这个问题。
大多数热带树木的叶子都比温带树木的叶子圆而厚,边缘也更光滑(无锯齿)。
正因此,热带树叶比温带树叶更结实——热带植物可连续多年保有自己的树叶,温带的落叶植物则只能保有树叶一个季节。
对于温带植物,制造较薄的树叶需要的能量较少,但它们也要为此付出代价:薄的叶子不够结实,尤其是在远离主要叶脉的区域(叶脉为树叶提供结构性支撑)。
这样一来,那些“遥远”的叶子区域就被抛弃,结果就出现了有裂片(锯齿)的树叶,例如白栎(音11)树叶。
树叶的形状、颜色和表面纹理等都在植物的蒸腾速率和防御方面起到一定的作用。
比如,较大的树叶有较大的边界层,当气流吹拂时这一层就比较平静。
树叶表面有毛或纹理,就能阻止更深边界层的气流涌动,从而减缓蒸腾速度。
至于树叶上的毛,它既能减缓空气流动又有助于阻挡吃树叶的昆虫。
而树叶表面纹理可用来保护气孔。
水生植物的气孔位于树叶的上表面,以利于树叶透气。
一些陆地植物的气孔却位于树叶的下表面,以保持阴凉、减少水分散失。
一些树叶上覆盖着较厚的蜡层,有利于阻止在十分干燥的环境中流失水分。
像毛蕊花
属植物那样毛上有细小的分叉尖端,能阻止蚱蜢及其他昆虫。
还有一些树叶颜色醒目而复杂,这可能是在向企图吃掉它们的昆虫发出警告:“我有毒,别碰我!”而在另一些情况下,当树叶很嫩很年轻时它们是红色的,这是为了减轻紫外线的伤害。
虽然至今仍不清楚树叶形状背后的“统一而又简单的”机理到底是什么,但科学家已经知道有大量理由使得树叶在大小和形状方面变化万千。
以下列举的只是这些理由中的少数几个。
保持水分生长在干燥环境中的植物叶子一般都面积较小,常常还呈针状,这是为了保持水分。
事实上,植物吸收的水分中多达90%都通过叶子的蒸腾作用最终丧失了。
抓取食物一些植物的叶子形状像滑槽,并且真的很滑。
不幸登陆这种叶子的昆虫就可能滑落到叶子底部的一汪水和消化液里,沦为食肉植物的美食。
寻求保护温带植物叶子通常为圆锥形,这是为避免冬雪积在叶面上压坏叶子。
一些植物为吓阻掠食者演化出了针状叶子,例如北极地区的针叶树,它们的叶子像刺一样,哪怕饥肠辘辘的动物也轻易不敢吃它们。
此外,北极缺乏阳光和降雨,每一片树叶都很珍贵,这也就难怪那里的树叶会长得那么“小气”。
丢一些水植物是通过叶子上的气孔来呼吸的,假如气孔都积满水,植物就会被“淹死”。
因此,大多数叶子的形状都特别有利于让多余的水流走,而叶脉在其中也充当着排水沟的角色。
基因的作用
科学家于2008年12月报告说,基因可能决定着从卷心菜到枫树的很多植物的叶子形状。
这些基因反复开启,不断分化叶子边缘,从而创造出千变万化的叶子形状。
在叶组织从正在生长的植物嫩芽中分化出来后,它可能分化成更多、更小的叶子或称“小叶”,形成复叶,其边缘可能变成锯齿形或称“浅裂状”。
科学家一直怀疑,小叶从叶子上的分化与叶子从嫩芽上的分化的方式是一样的。
直到最近,支持这——推测的分子机制才刚开始浮出水面。
科学家发现,—个单—家族的基因在上述两个分化过程中都起着决定作用。
这个基因家族有两个亚群,分别称为NAM和CUC3,它们负责为一大群不同植物的调节蛋白质解码。
耧斗菜、青豆、番茄和苣芹是四种“远亲”植物,它们在大约1.25亿年前从一个共同祖先分化出来。
科学家检验由NAM和CUC3解码的蛋白质在何处表达,然后通过压制特定的基因来降低这些蛋白质的水平。
这两个基因亚群此前已知能帮助诸如叶子这样的植物器官从茎上分化出来,例如拟南芥的叶子浅裂化就需要它们。
而最近的研究又发现,这个基因家族其实发挥着更广泛的作用。
在科学家新近研究的所有植物中,NAM和CUC3基因都在叶子和小叶基部启动,一旦它们被关闭,裂片和浅裂作用立即消失,将原本漂漂亮亮、形态各异的叶子形状转变成难以名状、界限不清的团状。
科学家说,叶子的所有类型的进一步分化(即所谓“亚门”)都离不开CUC基因家族。
事实上,虽然不同的植物家系各自
独立地进化出了基因通道,但NAM和CUC3基因将这些通道连接在了一起。
复叶在植物进化史上被多次创造出来,大多数植物都通过调动KNOXI基因家族来帮助小叶的分化,其余植物调动的则是LEAFY(或称LFY)基因。
根据植物种类的不同,关闭NAM和CUC3基因就会改变KNOXI或LFY的表达,反之亦然。
环境的影响
位于树冠的树叶面临充足的阳光,这些树叶一般都比较小,这样就能减少吸收光线的表面积。
树冠树叶一般还有着复杂的边缘或裂片,这就使得树叶能迅速散失掉吸收的热量。
树冠下面的树叶被遮蔽较多,它们一般都比较大,因而吸收光线的表面积也较大,而且叶缘和裂片的表达也比较简单。
比较一下树冠较高的橡树和树冠较低的山茱萸,或者观察一下白栎树树冠和下面的叶子,就不难看出这一点。
白栎树上层树冠叶子较小,也使得大量阳光能穿透到下面的叶子上,从而让下面的叶子也能进行持续的光合作用。
针形树叶吸收光线的表面积很小,因此每根针叶无法获得大量阳光来进行光合作用。
针叶有很厚的角质层,还有特殊的坑状气孔,这样能阻止水分的过量流失。
针叶树尤其适合在干燥土壤和干燥气候条件下生长,在这样的环境中生长特别需要保持水分。
针叶和阔叶的另一个主要不同点,就是针叶能“活”3~4年,而阔叶只能“活”一个生长季节。
在演化过程中,叶子针对不同环境发展出了多种多样的策略,这在一定程度上决定了叶子的外形。
这些策略举例如下:
·能避免雨水打湿和污染的特殊表面结构,例如荷叶。
·薄片状的叶子形状以减低风的阻力。
·叶面上的毛能在干燥气候条件下俘获水分,并创造一个大的边界层来减少水分流失。
·蜡状叶面减少水分散失。
·用大大的叶面捕捉阳光并为植物创造阴凉,避免植物过热和减少水分散失。
·多汁的叶子存储水和有机酸,以备光合作用所需。
·叶子上的腺体制造芳香油、毒素或外激素来吓阻素食动物。
·叶子中包含晶体来吓阻素食动物,例如草叶中所含的硅晶体。
·转变成花瓣以吸引传授花粉的昆虫。
·转变成刺以保护植物,例如仙人掌。
·转变成昆虫陷阱以喂养植物,例如食肉植物。
·转变成球茎以帮助存储食物和水,例如洋葱。
·转变成卷须以帮助植物爬升,例如豌豆。
·假如真花已极度退化,叶子就转变成苞片和假花替代通常的花结构。