原创: 牟福朋 中国科普博览
来源:“中国科普博览”公众号(ID:kepubolan)
诗人面对秋天落叶的景象,不免要感伤一番 。但是笔者最喜欢的是李白的那首:“草不谢荣于春风,木不怨落于秋天 。谁挥鞭策驱四运,万物兴歇皆自然 。”
落叶(来源:视觉中国)
确实 , 这岁月轮回的风景,也只有大自然才能够驱策吧 。今天,笔者就来和朋友们聊聊这落叶背后的自然之道 。
01
植物只在秋天落叶吗?
不是,树叶有两种落法 。
叶子对于绝大部分树木来说,主要功能是生产“食物” 。和动物一样 , 植物也需要消耗糖类以维持生理功能 。只不过动物是靠吃,而植物主要靠阳光来自己制造 。所以在生态系统中,植物一般也称为“生产者”,而动物称为“消费者” 。
这么重要的器官,怎么能说丢就丢呢?当然是不得已而为之啦 。
第一种情况是,这片叶子死了 。
叶子也是生命 , 也得有个生老病死,或者意外之类的 。比如被扯碎啦、被折断啦、被月光宝盒砸中啦,或者就是老死了也有可能 。此时死掉的叶子没有任何生理功能 , 只好丢弃 。所以即便是常绿树 , 也会因为这种情况而落叶 。但是常绿树的落叶是随时死随时落 , 不可能出现所有的叶子一起掉光,所以就不会出现落叶树(90后)那种全部秃掉的情形 。
第二种情况是,树木生长的环境发生了不好的变化,因此只能选择落叶 。
这些变化包括干旱、极端的高温和低温、病虫害等 。虽然叶子很重要,但是在保命面前还是没那么重要 。这就好比核电站事故 , 虽然周边的很多土地有很多重要工厂和建筑,但是为了生命安全,也必须全部遗弃 。这就是所谓的“遭受逆境时的主动落叶” 。
到了冬天,树木无法在极低温度的情况下进行生理活动 , 所以必须休眠 。如果我们想要停止工厂的运转,只要切断电力即可 。可是叶子这个工厂所使用的“电力”是太阳光,不可能被切断 。因此,就只好通过落叶的方式将他们丢弃了 。
来源:牟福朋
02
落叶:未化春泥也护花
落叶离开之后 , 落在大树的脚下,通过一系列物理化学作用变成富含营养的腐殖质,重新被根系吸收 , 这就是所谓落叶归根 。
但是科学家发现,其实,在还没有落下之前 , 落叶就已经开始了它的奉献 。而这一切,要从植物的进化过程说起 。
数亿年前植物的祖先,都是生活在水中的物种 。后来地球经历过了数次冰期,海平面降低,因此植物也不得不“登陆”了 。登陆后的植物面临的最大问题,就是缺水 。为了能够有效利用土壤里那些少得可怜的水,植物长出了根系,把自己固定在土壤里 。虽然这样解决了水的问题,但同时也带来了新的问题:缺乏氮磷钾等营养元素 。
为什么呢?
因为水相当于是“可再生资源”,消耗掉之后可以通过降水来补充 。但是下雨的时候总不可能下一场氮磷钾复合肥吧?所以这些物质是“不可再生资源”,消耗完了之后,植物又没法拔根溜走 , 只能干着急 。
来源:牟福朋
03
解决方法有两个
一个开源 , 一个节流 。
怎么开源?
猪笼草和捕蝇草就是很好的例子 。它们是植物界的猎食者,通过变形的叶子来捉昆虫吃(甚至其他小动物,例如下图中的猪笼草正在“吃”苍蝇) 。昆虫含有高蛋白,能够为植物补充氮元素 。这就是植物为了获得更多氮素而进化出来的极端手法之一 。
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