自然界中,植物的叶片形态各异。而最近,美国卫斯理大学地球与环境科学副教授达纳·罗伊尔和他的同事彼得·维尔夫经合作研究认为,叶片形状不一是因其所生长地方的气候所致。
这一研究结果将叶片的齿纹与气候联系了起来。他说:“春天,当叶片刚刚开始生长出来的时候,通常有锯齿边缘的叶片就比没有锯齿边缘的叶片失去的
水分多。而水分的失去有助于推动树液从根部运输到顶部。由此推断,有锯齿边缘叶片植物体内的树液流动速度要快与没有锯齿边缘叶片的植物。”
同时,他还补充道:“这一特点是非常重要的,因为这是将营养物质向正在生长的叶片上运输的过程,能够帮助叶片‘跳级’进入光合作用阶段。而且,越往气候寒冷的地方走,生长季节越短的地方,长有带锯齿边缘的叶片就对植物越有利。”
研究者对生长在宾夕法尼亚州和北卡罗莱州两地境内不同气候的60种木本植物叶片的蒸腾作用以及光和作用进行了测量。结果发现,在春天生长季节的头30天时间里,长带锯齿边缘叶片的植物的能量积聚活动和蒸腾作用都要高出百分之四十五。
同时,科学家还发现原本生长在气候较寒冷地区,如生活在宾夕法尼亚州南部中心约克郡长有锯齿边缘叶片的植物尤为活跃。
不过,长有带锯齿边的叶片也并不总是优势,因为这种叶片失水量也更多。因此,在较干燥地区,叶片边缘光滑或是只有少量锯齿的植物生存更为容易。
罗伊尔认为该研究非常重要,因为“今天,我们正在经历着地球上快速的气候变化。了解当前气候变化的问题在于这是一个不可复制的实验过程”。
在水分不是限制因子的时候,失水长有锯齿的叶子更具有适应意义。另外一个情况就是因锯齿导致水分流失过快导致的损失能被更快的营养物质运输所补偿的时候,锯齿的叶子也表现出适应性。
壳斗科胡桃科大多是锯齿的
杨柳科的锯齿不太明显
桑科也是锯齿的
豆目中的乔木是全缘的
可见,在高大乔木中,北方乔木要考虑水分因素,
不过,栎属呢,从中高纬度到低纬的变化呢
那些草本往往是春天先生出基生叶,如果基生叶有锯齿,而茎生叶全缘,则支持了那个美国人的观点。如果基生叶全缘,茎生叶有齿,可能是因为春天的时候水是限制性因子;当然也可能是茎生叶长得高,容易被风吹造成物理损伤,而裂叶或者锯齿叶减少了这种损伤