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奇妙的叶子

2017-01-05李欣

初中生学习·低 2016年12期
关键词:绿光发电厂气孔

李欣

叶子是自然界中最常见之物。炎炎夏日,当我们抬起头望向窗外时,总会看到几片翠绿的叶子,它们被阳光晒得发亮,洋溢着令人振奋的勃勃生机。但我们很少会意识到,一棵中等个头的树可以拥有近20万片叶子,而世界上所有的叶子放在一起平铺开来时的面积可以达10亿平方千米,这几乎是地球陆地面积的2倍。如此之多的叶子并不只是一道独特的景观,也构成了一个奇妙的世界。

精致的“发电厂”

在地球上,“收藏”叶子最多的地方有三处,最大的一处是北半球温带的针叶林带,它跨越了北美和欧亚大陆,拥有世界上29%的森林,其余的两处都在赤道附近,一个是亚马孙雨林,另一个则是非洲中部的雨林。在叶子的覆盖下,这些地方成了地球上最大、最多样化的生物栖息地。叶子养活了植物,并以此养活了动物,使生物链条“开枝散叶”。从这个意义上说,叶子真是“生命之叶”,它们为世界染上了生命的色彩——绿色。

叶子的绿色来自叶绿素,自从植物的祖先诞生时起,叶子里就含有这种绿色的分子,它帮助叶子吸收阳光。叶子吸收阳光是为了做两件事情:首先,用叶绿素捕获太阳能,然后,把这些能量转移到叶子的其他部分来制造糖分——叶子的“行为”好像一个微型的“发电厂”。

叶绿素不仅存在于叶子的表面,也散布于叶面之下的多层之间,这样的分布就给了叶子足够的机会去抓住每一道光线。即使叶绿素不擅长抓住绿光,这种层状结构还是让它捕获了大约80%的绿光。

其次,叶绿素的“层状安排”还有一个好处,太阳能被吸收后就开始扩散,这减少了叶子的运输压力,而能量扩散后,叶子才能开始做最重要的事情——“发电”。利用太阳的能量把水和二氧化碳转化成糖分,这才是叶绿素真正出色的地方。凭借着精致的“发电厂”,地球上的绿叶每天制造出4亿吨糖,它们的光合作用成为了地球上最重要的自然生产力。

地球的“气孔”

叶子进行光合作用,把糖生产出来,直接或者间接地向所有生命提供了必需的养料,而这一过程产生的废弃物,却是地球上所有生命存在的基础——氧气。一个人一天大约需要1万片叶子产生的氧气,而一颗山毛榉树每天可以向大气中输入9 000升氧气,可以满足5个人的需求。

叶子不仅向外输送氧气,也会输送水分,因为叶子每天还要做一项重要的任务——蒸腾。叶子的蒸腾作用会消耗很多水,树根吸收的水绝大部分都是通过蒸腾作用而散失到空气中的。

叶子还喜欢和空气“交流”,叶子上有许多气孔,时刻不停地和外界进行气体交换。但大多数情况下,叶子的气孔并不是“门户大开”的,它们的多数分布在叶子的背面,或者隐藏在叶片密生的茸毛后面。这样的结构是为了平衡水分的收支,防止水分过量地蒸腾。

因此,叶子给地球铺上一层绿色毯子的同时,也为地球布满了气孔。在森林或者草原上,空气变得潮湿、温润,似乎还带着某种植物的清香。春天来临时,叶子开始发芽,新叶子又使我们“感受到春天的气息”,这些都是叶子给予地球的独特味道。

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