植物葉的形狀與什麼有關?

時間 2021-05-05 17:35:29

1樓:鹽選推薦

這主要是植物進化的結果,即自然選擇和適應演化。

葉片是植物進行同化和蒸騰作用的主要器官,其被認為是植物進化過程中對環境變化最為敏感且可塑性較強的器官,在各種選擇壓力下形成了不同的應對逆境的適應型別,其形態與解剖結構特徵最能體現植物對環境的適應。葉片解剖結構被證明與葉片內外物質、能量交換及其自身保護有緊密的聯絡,是構成葉片形態結構的骨架,也是研究葉片形態結構特徵與植物生態適應策略的重要內容之一。最新研究發現,樹葉生長需要的二氧化碳含量的多少、樹葉的壽命長短以及光合作用率的高低,其以不同方式在不同的植物和環境中共同作用,從而創造了樹葉形狀及結構的多樣性。

我們知道,葉片因為含有葉綠體而具有將光能轉變為化學能、將無機二氧化碳轉變為有機營養物質的作用。簡單地說,葉片就是為植物製造營養的車間。從營養器官的角度出發,葉片只要能製造營養,長成什麼樣都行,但從植物整體的角度看,葉片的生長必須符合植物整體的利益最大化。

「產生」一片葉片,植物自身必須考慮到三個重要因素:即製造一片葉片需要的物質量、葉片的壽命和葉片吸收、轉化Sunny的效率。因為不同的植物有不同的生理特點、生活在不同的環境,所以這三個因素也不盡相同。

而這三個因素反映到具體的一片葉片上,就是每一種葉片都有其獨特形狀,更具體地說,是每一種葉片都有其獨特的葉脈結構。

葉脈構成植物結構,可以為植物抵禦破壞,甚至傳送化學訊號,與動物神經類似,所以葉脈對於葉片非常重要。在葉片正常的生理活動中,葉脈既起到運輸物質的管道作用,又起到支撐葉片的骨架作用。不同的葉脈結構在葉片上形成了不同的葉脈密度、葉脈間距離和葉脈迴路。

植物正是通過葉脈決定了葉片的壽命、功能等。多種多樣的生存環境與葉脈互相作用,最終使每一種植物都有了樣式獨一無二的葉片。可以說,每一片造型獨特的葉片都是植物進化的真實寫照,正因如此,有些植物學家嘗試通過研究古葉片的化石來推測古時候的環境變化。

既然每個樹種都有其獨特的葉形和葉脈,那如何區分它們呢?而且人們常說「一葉知秋」,那能「一葉知木」嗎?回答是肯定的。

今天就跟大家重新認識幾種根據葉形態比較好認的樹種,以便大家在春遊時派上用場。

銀杏銀杏最早出現於 345 億年前的石炭紀,曾廣泛分布於北半球,白堊紀晚期開始衰退,至 50 萬年前,銀杏在歐洲、北美和亞洲絕大部分地區滅絕,只在中國儲存了下來,因而它被稱為「活化石」「植物界的大熊貓」。

2樓:餃子

第一,和自身基因有關!

第二,和環境有關!《表觀遺傳學》

就像人一樣,長像和父母給的基因息息相關,但是,是不是就不能被改變呢?所謂的夫妻相就是後期根據環境的變化,經歷相同的事情,趨同進化的結果!

3樓:Craquelure

蠻有意思的問題。這裡我提供兩個答案:

(1) 植物的葉子形狀和水分脅迫 (water stress) 有關。

上圖來自一篇2023年的Koch et al 在《Nature》428 :851-854 的文章。那些葉子是Redwood(紅杉)在不同高度的葉子形狀。

數字代表離地面多少公尺。順便說一句:紅杉是世界上最高的植物。

所以你看到最高的葉子,採自112公尺高的地方。

因為樹越高,把水分運送上去的難度就越大。所以植物細胞要保持細胞膨壓(Turgor Pressure)和正常生理功能的難度就越大。於是植物長出不同形狀的葉子以適應高度的變化,也就是葉子變小了。

如圖所示,高度越高的葉子長的越小。

其實同樣的道理,在不缺水的地方你可以經常見到大片的葉子,在乾旱的地方,葉子通常較小。但這還不是故事的全部。

(2)植物形狀與散熱。

且容我偷懶放一頁教科書好了。來自Campbell and Norman: An introduction to Environmental Biophysics.

在同樣的環境(溫度、風速、和濕度)下,如果氣孔開放,各種形狀的葉子的溫度都和環境溫度相近,不過大葉子溫度略低;但在氣孔關閉時(如乾旱條件下),小的葉子會比大葉子溫度低。

在諸如沙漠一般缺水的環境下,植物當然不能放開了蒸騰消耗水。所以沙漠植物的小葉保證了它們的葉子溫度不至於過高。

4樓:赤落落

和溫度與水分有關係,例如北方自己高原寒冷地帶的植物針狀的多,沙漠裡的仙人掌長成那樣是為了儲存水分。我只答出我以為對的答案哦。

5樓:Hermine

應該跟氣候,降水有關。以前聽老師說過仙人掌的針都是葉子,不過因為沙漠地帶氣候炎熱缺水就成了這樣,減少植株的水分蒸發來適應環境生存。

6樓:

葉子形狀,和環境關係比較大吧。當然也有先天基因。

比如,撒哈拉沙漠仙人掌的葉子,為了儲存水分,防止水分蒸發,葉子成針狀。

再比如,在巴西熱帶雨林氣候潮濕,降水量大,熱帶雨林的植物的葉子,為了排水,防止水分露珠在葉子上保留,葉子成大扇子狀。

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