天南星科的白蝶合果芋,在成長過程其葉型會發生轉變,其生理意義是什麼?

據觀察,幼葉葉形是盾形,成熟後每個葉片逐漸轉變為三個小葉片


很多植物都是有異形葉性,很簡單的藥材人蔘,一年生為單片葉,兩年生三片葉,三年生五片葉,五年生七片葉。

現在研究的很多的也是從分子層面上分析,就是植物基因的表達,植物會根據不同的時期對其基因選擇性的表達。

生理意義就是開始為了減少養肥消耗,先投資一片葉子保底,養活自己

後來有資本了(地下塊莖營養夠了)就可以投資三片葉子了,擴大規模,加快生產,以獲得更多的回報。

很多植物都是這樣的,你仔細觀察一下。


葉子的主要作用:1 光合 2 蒸騰

那麼在整個生命周期里改變葉子的構型自然也就是基於對以上2點的改善,以下我們綜合分析

提高葉片凈吸收表面積能夠提高光合效率,但同時也會造成提高蒸騰效率的負影響,對於幼苗期的植物而言,由於有種子/營養器官的儲備,加之植物體較小(也就是要吃的乾糧比較少),對光合產物的需求相對較少,at the same time,此時植物根系發育尚不完全,對於乾旱/半乾旱環境植物來說大量蒸騰帶來的後果可能要比光合產物不足的後果嚴重很多,而且大多數情況下,幼葉中的葉肉組織(也就是光合作用的主要場所)本身就不多,在此情況下擴大葉面積對提高光合效率意義不大...當成年後/水肥條件充足後為了擴大生產,為了獲得更大的產出比,就會相應提高葉面積比(因為此時葉肉組織已較為發達),從而導致了葉型的變化

從分子機制上來說,就是當水分供應達到某個閾值(也可能是某種金屬離子的攝入量或者有機物的合成量)時啟動某種蛋白,隨後對葉芽發育進行調控,從而產生了異形葉性

簡單的說,當你的工廠剛起步的時候,盲目擴大生產線很可能就出問題了,此時先穩紮穩打建立行銷基礎比較重要,但當工廠生產規模擴大之後可能更換設備甚至更換生產線、調整車間就更有效率

ps 關於這方面的研究新疆植物所的人對胡楊葉形變化研究了很多,可以去找找相關的文獻來get more detail

pps 對於水生植物(如菱)的水下葉的構型變化是另一回事兒..在此不予討論


感謝邀請,不過這個葉型轉變的生理意義可真不知道,期待專家解答。


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