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2020 年 06 月 16 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

长着叶的模样 为什么不是叶

李娜 张莉俊

    假叶树。

  你分得清树枝和树叶吗?可能你会不假思索地回答:“当然了。”但还真不一定,比如假叶树,它的“假叶”形状宽阔、扁平,具有基础弧状叶脉,看起来跟正常的叶子差不多,可它并不是叶,这是为什么呢?

  叶状茎是“冒牌”叶

  开花植物有6大基本器官,根、茎、叶、花、果实和种子。其中叶是进行光合作用给植物提供营养的重要器官,也能通过蒸腾作用运输水分和矿物质元素以及调节植物的温度。茎是介于叶和根之间起连接、运输和支撑作用的营养器官。

  一般情况下,不同的器官各自履行相应的职能,为植物吸收、传送、制造营养和繁殖后代起着重要作用。

  既然说到一般情况,就存在特例。有些植物的某些器官由于在功能上发生了变化,造成形态和结构也发生了显著的变异,这就是植物器官的变态。其中有一种是茎发生变态,植物的茎扁化或成针状,称为叶状茎(或叶状枝),假叶树便是其中的典型代表。

  值得注意的是,假叶树的叶状茎虽然不是叶,但也可以进行光合作用,执行了叶的功能,为假叶树制造养分供其生长。

  “假叶”为什么不是叶

  要区分是茎还是叶,其中一个证据是看它们的维管束结构。

  我们先来看看假叶树的“叶片”结构。假叶树的叶状茎为扁平体,横切面上初看与一般叶的横切面基本相似,最外层为表皮,表皮下的绿色组织中央有一团组织,好像叶的主脉,两层各有若干个大小不等的维管束,好像侧脉。

  但是仔细观察,它的每一个维管束的木质部都是向心排列,与一般叶的维管束截然不同。所谓主脉实际上是由3~5个散列的维管束组成,它们埋藏在机械组织中,每一个维管束的木质部都是向心排列,这是茎内维管束排列的特点,侧脉是指扁平叶状体两侧的维管束。

  这就说明叶状茎在外形上形似叶,而内部结构却是茎,且叶状茎所特有的绿色组织比一般茎要发达。同时,值得注意的是,假叶树真正的叶还在,只是退化成鳞片状的突起,着生在叶状茎基部。这些鳞片状叶“记录”着假叶树叶的退化过程,也直接表明假叶树的叶状茎是茎,而不是叶片。

  茎为什么要替叶“操心”

  环境能造就人,也能造就植物。假叶树也逃不过“适者生存,优胜劣汰”的生存法则。假叶树产于欧洲南部,那里具有典型的地中海气候,炎热干燥。为了适应周遭环境,大而薄的叶片已不适合假叶树的生存,必须做出一些改变才不会被淘汰。经过漫长的演化,假叶树的叶不断退化,形成了2~4毫米的干膜质小鳞片。

  叶子越来越小,植物的营养来源就会不足,怎么办呢?这时就需要茎来想办法解决这个难题,在叶退化的同时,从鳞片叶间逐渐长出了扁平、卵形、革质的叶状茎,它和正常的叶十分相似。变异的叶状茎中含有大量的叶绿素,能代替叶进行光合作用制造充足的养分,也不会增加水分的流失。此外,这种叶状茎的先端为尖状,另有茎上的幼枝变形而成的茎针生长在上面,具有保护作用。叶状茎的出现让假叶树成为了与环境协同进化的典范。

  每到1—4月,假叶树的叶状茎上会开出1~2朵米粒般大小的白色小花。9—11月时,叶状茎上会结出一个个1厘米左右的球形红果。不过并不是每一个叶状茎上都能结出果实。

  其他类型的叶状茎

  除了假叶树,还有不少植物也选择将自己的茎进化成了“叶”,比如荸荠、文竹等。

  荸荠又称马蹄,自古有地下雪梨之美誉,已成为春夏受欢迎的果蔬之一。荸荠的茎有多种变态,包括球茎、匍匐根茎、肉质茎以及叶状茎。荸荠的叶状茎呈细长管状,内有多数筛孔的横隔膜为通气组织,叶状茎的基部也着生“叶”,但叶退化为膜片状,不进行光合作用,已不是真正意义上的叶片。叶状茎除了对植株起支持作用,作为养分运输的通道之外,还含有大量的叶绿素,代替叶片制造碳水化合物。荸荠这种“退”叶留茎的结构适应了湿地的生长环境。

  文竹原产非洲南部和东部。文竹枝干有节似竹,具有竹文雅潇洒的姿态,独具风韵,具有很高的观赏价值,最受文人雅士的喜爱。最具观赏价值的“针状叶”也是叶状枝,文竹的叶状茎通常每10~13枚成簇,呈刚毛状,略具三棱,其真正的叶子已退化成小鳞片。

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