為什麼葉子的形狀千差萬別

簡要回答

設計一片葉片，植物要考慮到三個重要因素：製造葉片需要的物質量、葉片的壽命和葉片吸收、轉化陽光的效率。因為不同植物有不同生理特點、生活在不同環境，所以這三個因素也不盡相同。而這三個因素反映到具體葉片上，就是每一種葉片都有其獨特形狀。

細長的柳葉、鵝掌般的楓葉、心形的酢漿草葉，植物的葉片除了為我們製造必須的氧氣外，更以豐富的形狀吸引了無數收集者的目光。那麼植物的葉片為什麼會有那麼多的形狀呢？

詳細內容

葉片因為含有葉綠體而具有將光能轉變為化學能、將無機二氧化碳轉變為有機營養物質的作用。簡單地説，葉片就是為植物製造營養的車間。從營養器官的角度出發，葉片只要能製造營養，長成什麼樣都行，但從植物整體的角度看，葉片的生長必須符合植物整體的利益最大化。

設計一片葉片，植物必須考慮到三個重要的因素，即製造一片葉片需要的物質量、葉片的壽命和葉片吸收、轉化陽光的效率。因為不同的植物有不同的生理特點、生活在不同的環境，所以這三個因素也不盡相同。而這三個因素反映到具體的一片葉片上，就是每一種葉片都有其獨特形狀，更具體的説，是每一種葉片都有其獨特的葉脈結構。

葉脈之於葉片，正如同骨骼和血管之於我們。在葉片正常的生理活動中，葉脈既起到運輸物質的管道作用，又起到支撐葉片的骨架作用。不同的葉脈結構在葉片上形成了不同的葉脈密度、葉脈間距離和葉脈迴路。所謂葉脈密度就是單位面積上葉脈的長度，密度越高，表示植物對這片葉片的水分、養料供應越充足；葉脈間距離則反映了植物對葉片持續供給的能力；葉脈迴路則反映了葉片的強度和壽命，迴路越多表示營養物質和水可以通過更多的路徑被送到葉肉細胞中。

植物正是通過葉脈決定了葉片的壽命、功能等。例如對於生活在熱帶的植物，較高的氣温一方面需要植物有更高的蒸騰速率，另一方面又讓植物不需要每年更換一次葉片，所以它們的葉脈往往較大，葉脈迴路多，水分供應充足，葉片就比較厚，邊緣比較光滑；而寒帶的植物雖然蒸騰速率低，但每年冬天都需要脱落一次葉片，所以植物葉片往往都比較薄，這樣製造一片葉片用的成本就低，冬天丟了也不可惜。但作為一片薄葉片，它的葉脈不可能特別粗，其邊緣的水分運輸必然受到限制，所以其邊緣的葉片區域經常就被拋棄了，葉片也就出現了各種各樣的裂口。

除此之外，為了應對水分蒸發、動物侵蝕等不利因素，很多植物的葉片還長着絨毛、毒腺，並且通過改變自己的顏色提高生存概率。另外，有些植物因為有特殊的需要，還會讓葉片執行一些其他工作，比如豬籠草的捕蟲葉、豌豆的葉卷鬚等，這些看上去不像葉子的葉片叫作“變態葉”，是葉片中的特種部隊。

正是這些多種多樣的生存環境，最終使每一種植物都有了樣式獨一無二的葉片，可以説每一片造型獨特的葉片都是植物進化的真實寫照，正因如此，有些植物學家嘗試通過研究古葉片的化石來推測古時候的環境變化。當我們下一次讚美一枚葉片的獨特造型時，也別忘了它們在幾億年風雨中的堅持。