花为什么卷边?

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这个问题问得真是时候,昨天刚好在植物所做了一个关于卷边的实验。 实验材料是四种开花的被子植物:向日葵、菜豆、羽扇豆和茉莉。(顺便再插一句,这四种种子都可以吃的,放心吧~)

我们选择了近似的四株植株,分别测量它们卷边的程度,并统计它们的基因型,发现基因对卷边程度确实有影响。 而最奇怪的在于,虽然这四朵花的物种不同,但是它们卷边的叶片却是近似的,都表现出由下向上先变窄再宽最后卷起的形态变化,只不过其中两朵花卷得很紧,另外两朵比较松散。 这到底是怎么回事呢?经过进一步分析,我们认为这个形状可能跟叶子的气孔有关。

从图中可以看到,花瓣下面有一排排的圆形突起,这是花瓣的气孔(其实叶子也有气孔,不过排列没有这么整齐)。而花瓣的卷边正好发生在有气孔的圆形区域与基部边缘之间,如果将这个区域剪掉,花瓣就不会卷起来了。 这些圆形的气体交换通道之所以能够使花瓣弯曲,是因为叶片通过它来控制释放二氧化碳的速度(光合作用需要碳离子从一个细胞运输到另一个细胞,而二氧化碳正是通过气孔进出细胞的)。当叶片感受到土壤中的水分含量降低时,会通过减少气体交换来降低自身的水分蒸腾,此时叶片就会收紧并卷起。 当叶片收到外部刺激而开始卷边时,叶片首先收缩的是基部的狭条(a),因为这里的水势较高;然后才是中部(b)和顶部的阔条(c)——这是因为随着叶片的扭曲,中央部位的细胞会失去支撑,从而使得水往低水势的基部流动。

为了证实我们的假设,我们通过阻断叶片的气体交换通道(用胶带封住气孔)来观察叶片的反应。果不其然,叶片失去了对水分的控制能力,变得软塌塌平铺在地上。 所以说哈,以后大家看见路边盛开的花朵不要只是“哇!好漂亮啊!”要多想一想哦~它的花苞是不是正在偷偷变小哦?它的叶片里是不是正有无数的小气泡冒出来又消失啊?它的花朵能不能继续打开可全靠这些气泡了呢!(好吧,我也有些夸张了…) PS. 本文所有图片都是实物拍摄,由于手机渣像素和光线原因,可能显得有些模糊……反正你们也看不清楚……

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