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形形色色的变态叶

叶是高等植物的重要营养器官,是光合作用的主要场所,也是蒸腾作用的主要器官。植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶组成。为了更好地适应环境,植物在进化过程中会生长出变态叶,变态叶从形态到功能都与普通的叶子有很大不同。

珙桐是著名的观赏植物,每逢春末夏初正是珙桐开花的季节。珙桐花长得酷似白鸽,花序基部有两瓣大而雪白的苞片,如同鸽子的一对翅膀,因此珙桐被人们誉为“中国的鸽子树”。然而,“鸽子的翅膀”并不是珙桐的花瓣,而是由叶变态发育形成的苞片。

除苞片外,常见的变态叶还有叶刺、叶卷须、鳞叶、捕虫叶等。

仙人掌原产于美洲热带、亚热带的干旱、半干旱沙漠地区,它们形态各异,却都没有叶子。为适应沙漠干旱恶劣的生存环境,仙人掌生长出叶刺从而减少水分的散失。除仙人掌之外,洋槐、酸枣也长有叶刺。洋槐又叫刺槐,羽状复叶的叶柄两侧长着两枚硬刺,是由托叶变化而来,洋槐的硬刺虽小,却能有效地帮助植物抵御食草动物的啃食。

叶卷须是由整片叶或叶的一部分形成的卷须。如豌豆的卷须由复叶顶端的小叶变态而成;铁线莲的卷须由叶柄变态而成;也有些植物的卷须是由茎变态而来,例如葡萄、黄瓜、丝瓜等。无论茎卷须还是叶卷须,都是攀援植物为了适应生长环境,经过长期自然选择进化而成,从而弥补了这些植物自身茎杆细弱、支撑力不足的弱点。

鳞片叶是指在地下茎上着生的一种变态叶。例如人们熟悉的洋葱和百合,肉质肥厚的鳞片叶中储存有大量养料和水分,外面还包有一些膜质鳞片叶。此外还有玉兰、山茶等的芽鳞,姜的根状茎和荸荠球茎上的膜质鳞叶。

捕虫叶是食虫植物,能够捕食小虫,它也是一种变态叶。捕蝇草属于茅膏菜科捕蝇草属,酷似“贝壳”的捕虫夹长在叶的顶端,能分泌蜜汁,当小虫闯入时,能以极快的速度将其夹住,并消化吸取。捕虫叶不仅具有叶绿体,能够进行光合作用,而且还可以分泌消化液来消化分解动物性食物。通过捕食动物,食虫植物可以获取额外的蛋白质,以满足自身对氮的需求。

此外,变态叶还有肉质叶和无性繁殖叶。生石花是肉质叶的一种,生石花的变态叶肉质肥厚,呈石头或卵石的形态,可以很好地躲避动物的掠食;而无性繁殖叶生命力极强,落地生根叶片边缘的一圈变态叶可以进行无性繁殖,不受水分、阳光、泥土的影响。

各种功能特异的变态叶,都是植物在自然选择进化过程中,为了更好地适应环境生长进化而来,是生命体的一种进化过程。


来源:科普中国科学原理一点通

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