为什么树干都是圆柱形的?
2003-04-29王满厚
王满厚
世界上树木的形状五花八门,树冠、树叶、果实的形状更是变化万千,难以找出它们的共同形状来。可是,你只要看看树干和树枝,几乎无一例外的都是圆柱形的。奇怪,为什么千姿百态的树木在这一点上能够“统一”起来呢?
为什么树干都是圆柱形的?这个问题既有趣,又难给出肯定的答案。让我们先来看看树干都是圆柱形的奥秘。
几何学告诉我们,同一周长时,圆的面积比其他任何形状的面积都要大。因此,如果有一些料,希望作成面积最大的东西,圆形就是最合适的形状了。怪不得人们把输送煤气的煤气管道,输送自来水的水管,盛水的桶,都作成圆管状的。
其次,圆柱形有最大的支持力。树木高大的树冠,它的重量全靠一根主干支持;有些丰产的果树,树上还要挂成百上千斤重的果实,如果不是强有力的树干的支持,哪能得消呢?有些果树,比如银杏、核桃等树,要生长十多年甚至几十年才能结果实,在这段漫长的时间里,果树的主要任务是那种自己的躯体,这需要消耗大量的养分,如果不是采用消耗材料最省而功能最大的结构,会造成浪费,使结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也会拉长,这对树木都是不利的。
另外,树木是多年生植物,在它的一生中不免要遭到风暴的袭击,由于树干是圆柱形的,所以不管是从哪个方向吹来的大风很容易沿圆面的切线方向掠过,树木受影响的就只有一小部分了。假如树干是其他任何形状,树木受风力的影响就会大大增加,树可能被吹歪,甚至被刮倒。
再说,圆柱形树干对防止外来伤害,也有许多好处。树干若是圆以外的其他形状(正方形、长方形、多边形等),必然存在许多棱角和平面;棱角的存在容易被磨擦碰伤,也容易被动物啃蚀,会破坏树木的皮层,中断营养物质的输送,使树木死亡,而圆柱形树干的皮层,受破坏的地方就小多了。
2500年前,古希腊数学家毕达哥拉斯就说,在所有的立体图形中,圆形(球形)是最美好的;在一切平面图形中,圆是最完美的。看来,一切生物在进化的道路上,总是朝着最完美的方向发展。也就是说,生物的躯体总是朝着对环境最有适应性的方向发展。圆柱形树干可能也是对环境适应的结果吧。“谜底”是不是这样,还有待青少年朋友今后继续探索。