为什么叶子的形状千差万别

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简要回答

在设计一片叶子时，植物应该考虑三个重要因素：制造叶子所需的材料质量、叶子的寿命以及吸收和转化阳光的效率。因为不同的植物有不同的生理特征，生活在不同的环境中，这三个因素是不同的。这三个因素都体现在具体的叶片上，即每个叶片都有自己独特的形状。

细长的柳叶，鹅一样的枫叶，心形的酢浆草叶，植物的叶子不仅为我们制造了必要的氧气，也以丰富的造型吸引了无数收藏家的目光。那么植物的叶子为什么有那么多形状呢？

详细介绍

因为叶子含有叶绿体，可以将光能转化为化学能，将无机二氧化碳转化为有机养分。简单来说，叶子就是为植物制造营养的作坊。从营养器官的角度来说，叶子只要能制造营养，想长什么就长什么，但从整个植物的角度来说，叶子的生长必须符合整个植物利益的最大化。

在设计叶子时，植物必须考虑三个重要因素，即制造叶子所需的材料质量、叶子的寿命以及吸收和转化阳光的效率。因为不同的植物有不同的生理特征，生活在不同的环境中，这三个因素是不同的。这三个因素都体现在一个特定的叶片上，即每个叶片都有自己独特的形状，更具体地说，每个叶片都有自己独特的叶脉结构。

静脉之于树叶，犹如骨骼和血管之于我们。在叶片的正常生理活动中，叶脉不仅起到输送物质的作用，还起到支撑叶片骨架的作用。不同的叶脉结构形成不同的叶脉密度、叶脉间距和叶脉环。所谓矿脉密度，是指单位面积矿脉的长度。密度越高，植物对这片叶子的水分和养分供应就越丰富；叶脉之间的距离反映了植物持续供应叶片的能力。叶脉环反映了叶子的强度和寿命。越多的循环，越多的营养物质和水分可以通过更多的途径送到叶肉细胞。

植物通过叶脉决定叶子的寿命和功能。比如生活在热带地区的植物，温度越高一方面要求蒸腾速率越高，另一方面叶子也不需要一年换一次，所以它们的叶脉往往较大，叶脉回路较多，供水充足。叶子更厚，边缘更光滑；寒区的植物虽然蒸腾速率低，但冬天需要每年落叶一次，所以植物的叶子往往比较薄，所以制造一片叶子的成本低，冬天丢了也不可惜。但作为薄叶片，其叶脉不可能特别厚，其边缘的水分输送必然受到限制，因此其边缘的叶片面积往往被废弃，叶片出现各种裂纹。

另外，为了应对水分蒸发、动物侵蚀等不利因素，很多植物的叶子上还留有绒毛和毒腺，通过改变自身颜色来提高存活几率。此外，由于一些植物有特殊的需求，它们会让叶子执行一些其他的任务，比如捕捉猪笼草的昆虫叶子和豌豆的卷须等。这些看起来不像叶子的叶子叫做“畸形叶”，是叶子中的特殊力量。

正是这些多样的生活环境，最终让每一株植物都有了独特的叶子。可以说每一片独特的叶子都是植物进化的真实写照。为此，一些植物学家试图通过研究古叶化石来预测古代的环境变化。当我们下次赞美一把刀刃的独特形状时，不要忘记它们在亿万年风雨中的坚持。