叶子的“七十二变”
2024-04-23秋西
秋西
不被吃掉,也是一种生存的智慧
身穿“铠甲”
一些植物的叶子会穿上带刺的“铠甲”,使得动物不敢问津。仙人掌科植物就是典型,我们看到仙人掌肥大的“掌状叶片”,其实是它们的茎,而茎上的那些小刺,才是它们的叶片。除了仙人掌科植物将整个叶子变成“刺”之外,还有一种植物,它们是在叶片的边缘长出尖锐的刺齿,例如枸骨,这种植物有一个别名叫“鸟不宿”,其叶片的威慑力由此就可见一斑了。
化学警告
还有一些植物中的“狠角色”,它们的叶片里还附带毒素或其他刺激性的化学物质,让自己的防御威力进一步提升,例如许多人童年的噩梦——荨麻。荨麻属的成员基本都拥有能蜇人的刺毛,坚硬而中空,刺毛中还富含甲酸、丁酸等酸性物质。而甲酸又俗名蚁酸,被它扎到会让伤口产生如同被蚂蚁咬到一样,又痛又痒的难受感觉。这让荨麻避免了被大量食草动物吞食的命运。
节约资源,应对干旱环境
在水资源匮乏的环境下,植物可能要忍受成年累月的干旱,其中一种生存策略是白天尽量降低新陈代谢消耗,等到晚上凉爽一些,生命活动才开始活跃起来。此外,对于生活在干旱地区的植物而言,储水与保水也是一门关键技能。因此,沙漠植物的叶片也就逐渐进化出一些奇特的形态,它们或变小,或变厚,或在表面形成一层蜡质,或呈刺状,甚至直接“删除”了叶片。
“增肥”储水
生活在干旱地区的植物,需要尽可能多地储存水分用于维系生命,因而渐渐形成了肥厚、膨大的叶片。其中最著名的例子莫如近年来植物界的“网红”——多肉植物,它们的原生环境基本都是炎热干旱地区,肥嘟嘟的肉质叶子就是对这种恶劣环境的一种直接反应,例如景天科的熊童子原产自南非,生长在半荒漠环境下,肥厚的叶片就像一个储水容器,让它们在干旱的环境中也能生活得很滋润。
“瘦身”节水
一般而言,植物的叶片总会长得薄且表面积大,这是为了增加与阳光接触的面积,有利于光合作用。但是在炎热的环境下,宽大的叶片会让植物通过蒸腾作用散失很多水分,因而很多沙漠植物会将叶子变小来减少水分蒸腾的面积。例如分布在我国内蒙古中西部、甘肃西部及新疆东部沙漠中的“精灵”——沙拐枣,它的叶片呈线形,这样可以尽可能减少水分蒸发,以在恶劣的环境中繁衍生息。
而在极为炎热的环境中,有些植物会同时采用上述两种策略,只不过膨大储水的区域变成了茎干部分,而叶子则会变小,甚至完全消失。前文中提到的仙人掌就是典型例子。而生长在纳米比亚沙漠中的一种刺枝瓜,它在长期演化过程中,叶子已经完全消失,取而代之是茎干开始局部膨大,并长出绿色组织以代替叶片进行光合作用,还有利于储存水分。
学点“游泳本领”,才不会淹死在水里
虽然水生植物不用担心缺水这个难题,但却会遇到水中氧气、二氧化碳和光线都不足的麻烦。为了适应水中生活,水生植物在漫长的岁月中,逐渐进化出了最适宜生存的形态特征和内部构造,成为出色的“游泳运动员”和“潜水员”。除了根和茎外,叶子也是它们在水中生存的法宝。
游,我游起来!
热爱生活的你一定发现了,我们生活中常见的一些水生植物,为了能够更多地接触阳光和空气,它们的叶子都漂浮在水面上,并且面积都不小。现在就来看一下这些“游泳健将”的代表。
为了安全地生长和繁衍生息,王莲的叶片藏有玄机, 你只需要将它的叶片翻过来,就会发现其中的小秘密:许许多多凸起的叶脉纵横交错,形成了复杂的网格状结构,其复杂程度堪比北京地铁线,这样的结构如同伞的骨架一样将叶片撑起,这也是它能承重的原因。
其次,王莲的叶片和叶脉中还有很多空腔,腔内充满了空气,使得自己的“王者之叶”可以浮于水面之上。此外,王莲的叶子背面以及叶柄上还布满了尖刺, 能够保护自己不被生活在水里的动物吃掉。
为了安然无恙地漂浮在水面上,一些植物的背面或者叶柄处膨大会形成特殊的囊状结构,以便储存空气、增加浮力,比如臭名昭著的外来入侵植物——水葫芦,也叫“凤眼蓝”。由于水葫芦生长速度极快,一长就是一大片,所以对水域环境也有着不小的影响。
潜,我潜下去!
除了让叶子浮在水面上,另一些水生植物选择了另一种方法——将叶子沉入水中,最常见的就是鱼缸或池塘里的各种水草。如果你仔细观察,就会发现这些沉入水中的叶子大多较为狭长、轻薄,或呈羽毛狀。这样一来可以增大叶子与水体的接触面,也就能吸收到更多的气体并获得更多的阳光,减少水流冲击所带来的伤害。
在我国南北方各地的池塘或水沟里常见的一些沉水植物有金鱼藻、穗状狐尾藻等,它们的叶子呈丝状或羽毛状,在水中肆意飘摇,一点也不担心被淹死。
此外,如果五六月份的时候你去泸沽湖玩,还可以看到那里的明星植物——“水性杨花”,其实它的学名叫波叶海菜花,也是一种在水底泥土扎根的沉水植物。叶片薄薄的可以透光,有利于让所有的叶片都能享受阳光。叶片呈长条形,轻薄柔软且多褶皱,长度可达将近一米,边缘如波浪,在水中飘飘荡荡。这种特殊形态让它更能适应水中缺氧、弱光的环境,并减少水流冲击带来的伤害。不过要注意,如果水质过于浑浊,或者因为污染导致藻类在叶片上生长,还是会影响波叶海菜花的光合作用。