奇妙的葉子（上）

汪勁武

綠色開花植物的葉子實在太奇妙了，它不僅養(yǎng)活了植物本身，而且還養(yǎng)活了人類和動物?？梢哉f，沒有綠葉，就幾乎沒有生物世界。

葉子到底有多少奧妙呢?本文擇要談談，也足以讓你眼花繚亂。

葉子的“特異功能”

我們說綠色植物的葉子有“特異功能”，這絕非夸大其詞。眾所周知，綠色植物的葉子能利用自己所含的葉綠素，吸收水分和二氧化碳，通過陽光進行光合作用，制造出碳水化合物。碳水化合物能夠轉化為淀粉，這為人類和動物提供了食物來源。

奇怪的是，人類雖然搞清了植物制造碳水化合物的這一過程，卻無法人工制造出淀粉，生產出糧食來，這其中的奧妙至今尚未能揭開。由于綠色植物的葉子具有制造碳水化合物的“特異功能”，而被譽為“第一生產者”，它們從無到有，生產出淀粉等，供人類和動物享用，家畜中的牛、羊等靠吃草，才能長大，供人類利用。

試想，沒有綠色植物，世界將會變成什么樣子?

那么，綠色植物的葉子是怎樣得到水和二氧化碳的呢?其實，道理很簡單。葉子得到的水和水中溶解的營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀等，是通過根部從土壤中吸收來的，由于根壓功能，水分被吸收上來，通過莖、枝直接輸送到葉片細胞中。二氧化碳氣體則是從葉子下表皮上的氣孔進入葉內的。一般來說，一平方毫米的葉面積上有氣孔100多個，一片白菜葉子上的氣孔多達1000萬個?？梢姡瑲饪诪槎趸嫉倪M入創(chuàng)造了令人想象不到的方便。

植物學家研究和計算后發(fā)現(xiàn)，地球上的綠色植物每天制造出的碳水化合物多達4億噸，在進行光合作用時，這些葉子還可以釋放出氧氣。植物學家通過計算發(fā)現(xiàn)，全球綠色植物一天能釋放出氧氣近5億噸。氧氣是人類和動物維持呼吸所必需的，沒有氧氣，就沒有生命。

可以說，綠色植物是人類的恩人。

由于植物通過葉子同外界進行氣體交換，葉子會直接受到空氣中污染物的侵害，所以許多植物對有害氣體的反映要比人和動物靈敏得多，只要稍稍受到污染物的侵襲，它們的葉子就會出現(xiàn)明顯的癥狀。受害輕的，葉子上會出現(xiàn)傷斑，綠色變淺；受害重的，葉子變黃、枯萎，甚至整株死去。葉子表面的角質層、茸毛、鱗片等保護物的多少以及氣孔的分布情況，都會影響植物對污染物的抵抗能力。例如，苔蘚和地衣的葉子一般是單層細胞，沒有保護層，外界氣體很容易直接侵入細胞中。當空氣中的二氧化硫濃度達到千萬分之五時，它們的葉子就會變成黃色或黑褐色，并很快地干枯死去。

除了苔蘚、地衣等植物對二氧化硫污染很敏感外，我們還可以找到其他許多對大氣污染也具有敏感性的植物。例如，番茄、煙草、菠菜等對二氧化氮污染很敏感：向日葵、白菜、落葉松對氯污染很敏感；梅、桃、葡萄等對氟化物污染很敏感：煙草、花生、洋蔥等對臭氧污染很敏感。利用植物對大氣污染的敏感性，我們只要觀察某一地區(qū)敏感植物的葉片狀況，就能知道那里大氣污染的類型和程度了。

單葉和復葉

葉子有單葉和復葉之分。所謂單葉，指一個葉柄上只生1片葉子，植物的“芽”生在葉柄內側基部的枝條上，通常中腋生芽(即葉腋的芽)，例如，棉花的葉即為單葉，向日葵的葉也是單葉，瓜類作物的葉為單葉，梅、桃、李、杏、櫻桃、櫻花的葉為單葉，楊樹、柳樹的葉也為單葉，蘋果、梨樹的葉都是單葉……

什么叫復葉?復葉是指葉柄上有多于一個的葉子，這些葉子排列在一個總葉柄上。植物的芽生在總葉柄內側基部的莖枝上。這些葉子應稱為“小葉”，小葉的基部內側無芽。例如，槐樹的葉為復葉，刺槐的葉也為復葉，由于它們的兩列小葉排成羽毛狀，因此也被稱為羽狀復葉，又由于它們的小葉數(shù)目多是奇數(shù)，因此又叫奇數(shù)羽狀復葉。如果小葉數(shù)目成雙時，則被稱為偶數(shù)羽狀復葉，如皂莢樹的羽狀復葉就是偶數(shù)的。

有時可見到復葉的小葉不是排成兩列，而是從總葉柄頂呈放射狀生出，如掌狀，就叫掌狀復葉，如七葉樹、木棉樹、發(fā)財樹的葉子就是掌狀復葉。

多樣的葉形

葉子是多姿多變的，有圓形、卵圓形、橢圓形，也有披針形、匙形、鐮刀形、提琴形。葉子的邊緣，有的光滑，有的像波浪，有的像鋸齒，有的出現(xiàn)淺裂、深裂或全裂，也有的呈深淺不一的掌狀分裂。如棕櫚、蓖麻等，葉的邊緣處都有明顯的分裂，從而使整張葉出現(xiàn)許多缺口。

植物的葉片為什么會發(fā)生這種外形上的變化呢?

我們知道，綠色的葉片是植物制造養(yǎng)分的主要器官。光合作用過程中，陽光是必要條件。植株的葉片除了扁平的結構能加大表面吸收光能外，因長期的演化而產生了掌狀分裂葉形。這種葉形既能使葉片最大量地吸收光能，而且分裂留下的缺口又不會完全遮住下面的葉子接受光照，因而能保證全株光合作用的充分進行。

此外，圓形的掌狀葉在遇到大風時，由于迎風面積大極易被吹折，有了這些分裂缺口之后，就能大大減少強風的危害。植物的葉子就這樣經過長期的自然選擇，出現(xiàn)了掌狀分裂。

有一種樹木的葉子常使許多人分不清是復葉還是單葉，更多的人一眼看去，就說是羽狀復葉，這種植物名叫水杉。有人以為，水杉的葉子排成一個平面，呈羽狀，就是羽狀復葉；其實，這是沒有搞清楚區(qū)分單葉和復葉的關鍵所在，關鍵應看葉片基部有無“芽”，如有芽，芽會生發(fā)出短枝，短枝上又可有葉，如無芽，則不會從葉腋再出短枝。水杉葉子的葉腋有小芽，有的可生發(fā)出新短枝，有的暫未生發(fā)出新短枝，但不等于無芽，只是條件尚未合適而已。所以，水杉屬于單葉植物。

形形色色的葉子

自然界中，綠色植物的葉子形形色色。

在高寒環(huán)境里，氣溫低，空氣稀薄，光照強烈，終年積雪。在這種環(huán)境中的植物，面對的最大問題是陽光太強和溫度太低這一對矛盾。所以，高山雪蓮的葉子緊貼地面，并有絮狀白色表皮毛，這樣既可防止高山疾風吹襲，并能吸收地面熱量，防止熱量散失，還可反射掉強烈的紫外線。依靠這種變態(tài)和結構，它們頑強地生活在惡劣環(huán)境中。

在熱帶，情況就發(fā)生了改變。這里溫度高、陽光強、水分多，因此植物的葉子較大，多數(shù)呈圓形、橢圓形或盾形，而且葉子表面光滑。這種葉子既可增強水分的蒸發(fā)、減低葉面溫度，而且又因葉面光滑，可以反射強烈的陽光。另外，熱帶植物的葉尖多為尖凸形狀，落在葉面的水能很快掉落，可以防止因多雨引起的葉面被寄生植物侵襲和覆蓋；同時，也便于雨水沖洗掉葉面上的幼蟲、蟲卵等，減少病蟲害。

有些綠色植物的葉子既大又好玩，如王蓮。王蓮屬睡蓮科王蓮屬，生于南美洲亞馬遜河中，葉子呈圓盤狀，周圍向上卷，

有缺口，以防飛雨積水，葉徑可達2米，葉面可承托一個小孩而不卜沉。

還有些植物的葉子會抓蟲子。這類植物有許多種，最著名的是豬籠草。它的葉子變態(tài)為一口袋狀物，袋口處有甜汁，袋內有消化液，蟲子來到口部找甜汁時，落入袋內淹死，被消化吸收。

靠葉子捉蟲的食蟲植物還有許多種，這里不多贅述。

有些植物的葉子會變成卷須，如豌豆和野豌豆的小葉都是這樣。豌豆的葉子為偶數(shù)羽狀復葉，其頂端有卷須，那是小葉變態(tài)成的，功能是利于用卷須卷在他物上，使豌豆站起來，擴大空間，便于其生長。野豌豆的葉子變成卷須也是這個道理。

百合科的黃精，莖直立，葉輪生，每個葉子狹長，頂端變態(tài)成卷鉤狀，是葉中脈延伸而成的，可以卷他物，讓莖直立向上生長，全身站得穩(wěn)，長得高，擴大了生存空間，對本身生存較有利。

退化的葉子

有些植物的葉子在演變過程中為適應環(huán)境逐漸退化。尤其是當環(huán)境條件太干旱時，植物生存受嚴重威脅，為減少對水分的要求，以求自身安全，它們的葉子變小了，成了小鱗片狀，又失去綠色。

有的植物葉子退化后，由于莖呈綠色，可以代替葉子進行光合作用，比如百合科的假葉樹。看上去，假葉樹長著卵形的“葉子”，呈綠色，扁平狀，不大且硬。不明白的人還以為那是假葉樹的葉子，實際上，那是假葉樹變扁的莖，真正的葉子已經退化了。再比如我們熟悉的仙人掌，它的莖也是扁平的，為綠色，真正的葉子則變態(tài)成了刺。

文竹，又稱云竹，濃密的葉狀物其實是小枝，枝上有小而白色的退化葉子。

光棍樹屬于大戟科，全身有許多直立的光溜溜的綠色莖枝，不見一葉，在它長出嫩枝時會看見有幾片小葉子，不過很快就掉了，光合作用則依靠這些綠色的枝條進行。

據(jù)科學家調查，世界上植物的葉子，沒有一片是完全相同的。它們的形狀各式各樣，大小也千差萬別。最大的一片葉子，可蓋一間小房子，最小的比魚鱗還要小。葉子的長度也各不相同。玉米的葉片，看起來是比較長的了，大約1米左右。南美洲的亞馬遜棕櫚，一片葉子連柄帶葉有24.7米長。熱帶的長葉椰子，一片葉子有27米長，豎起來有7層樓房高。這是迄今所知最長的葉子了。

葉子的壽命

動植物都是有一定生命周期的，葉子也一樣。它并不是長久地生長在植物體上，而是有一定的壽命的。葉子的壽命一般不長，如落葉樹，春天發(fā)葉，當年秋風一起，便落葉了；常綠樹，如松柏類，全年有綠葉，但實際上，它的葉子也不是永不凋落的，也不斷有葉子枯死，只不過，松柏的葉子不是一下子全部凋落，而是一部分一部分地換，在舊葉枯死時，新葉已出，所以松柏看起來永遠郁郁蔥蔥。松柏葉子的壽命也的確比桃、李等落葉樹的葉子長，可以生存3～5年，但也不會太長。冷杉葉子的壽命是12年。

通常情況下，一年生植物，葉子隨著植物體一起死亡。多年生草本植物和落葉的木本植物，葉子的壽命只有一個生長季。常綠的木本植物，葉的壽命可以有幾年。

當植物即將落葉時，葉子內部會發(fā)生很大變化，細胞中有用的物質逐漸被分解并被運回莖內。葉綠體中葉綠素的分解速度比葉黃素快，于是，葉片逐漸變黃。有些植物在落葉前細胞中產生花青素，綠葉變?yōu)榧t葉。與此同時，在葉柄基部有一層細胞進行分裂，形成幾層小型的薄壁組織細胞，這層結構叫做離層，不久這層細胞間的中層分解，繼而整個細胞分解，葉片逐漸枯萎，以后由于風吹雨打等機械力量，葉柄自離層處折斷，葉子脫落。在離層折斷處的細胞栓質化，起著保護“傷口”的作用。葉脫落后，在莖上會留有疤痕，這就是葉痕。

既然葉子的壽命有長有短，那么，世界上哪種植物葉子的壽命最短?哪種植物的葉子壽命最長呢?

世界上壽命最短的葉是短命菊的葉子，只能活3～4周。

世界上壽命最長的葉子要數(shù)非洲百歲葉的葉子了。此種植物屬裸子植物百歲葉科百歲葉屬，僅一種，即百歲葉，又稱百歲蘭。

百歲葉外形奇特，莖又短又粗，高不過10～20厘米，莖干周長卻達4米，與平放的大卡車輪胎相仿。這種植物一生只有兩個帶狀葉，攤于地面，能活百年。

百歲葉的葉子初生時質地柔軟，為適應干旱的沙漠環(huán)境，以后逐漸變成皮革那樣堅硬。兩片葉子各長2～3米，寬30厘米，拼在一起的兩片葉子比一張單人草席還要長出一大截。這種葉子的先端逐漸枯萎，葉肉腐爛，剩下的木質部分纖維卷盤彎曲，再加上又粗又短的莖干，人們遠遠望去，還以為是伏地的怪獸呢。

世界上有比百歲葉更大的葉子，也有比它的外形更奇特的葉子，但沒有比百歲葉更長壽的葉子了。

百歲葉生于非洲近海邊沙地上，靠海風刮來的濕潤水汽維持生命。(文章代碼：1620)

責任編輯趙菲