大自然將絕大部分植物的「莖」設計成圓形,絕非巧合!

2021-01-08 種上陽臺

提到植物的莖,會聯想到人體的血管。

人體血管是負責運輸與疏散營養物質、輸送氧氣、交換血液的功能與作用。

植物的莖兼具支撐、運輸、貯藏、繁殖等多重功能。

莖是高等植物的六大器官之一,莖的形態變化多端,差異極大,高的像王桉可達150餘米,低的像矮柳不過5釐米;粗的如巨杉直徑超過10米,細的如鐵線蕨莖如繡花針。

奇妙的是,大自然這位「設計師」,將大部分植物的莖都「設計」為圓柱形,也就是說,莖的橫切面大多呈圓形。

為什麼植物的莖會是圓柱形?

思想慣性:你所常見的,往往會當作理所當然。

以至於你很少會去思考:為什麼植物的莖會是圓柱形?

這是因為,圓柱形的樹幹(或者枝幹)具有最大的支撐力。

用科學的方式來解釋:

周長相同條件下,圓的表面積最大。

如此一來,圓形樹幹與枝幹中的導管、篩管數量較多,輸送水分和養料的能力更強。

體積相同條件下,圓形樹幹與圓形枝幹的表面積最小,受病蟲害侵襲的危險則最小。

方形莖,植物王國的「奇葩們」

不過,話又說回來,植物王國中也有一些不屑從眾、喜歡標新立異之輩。

佛肚竹的莖呈不規則凸起,好像彌勒佛的大肚;

仙人掌、竹節蓼的莖呈扁平狀;

更有一類植物,莖呈四方形,仿佛不願做「圓滑世故」之徒,因而個性突出,稜角分明。

比如,唇形科植物薄荷、益母草、夏枯草等就有方形的莖,這也是該科一個突出的分類特徵。

還有木犀科的迎春、雲南黃馨,蝶形花亞科的蠶豆、大豆等也都是方形莖。

迎春的方形莖
雲南黃馨的方形莖
蠶豆的方形莖

我國華東、華南等地產一種方竹,竹竿青綠,高3~8米。

竹竿幼時呈圓形,成材時則呈四方形,別具一格。其竿可制手杖,筍味美可食。

貴州桐梓縣的方竹更是聞名遐邇。當地方竹林總面積約30萬畝,佔全國方竹林總面積的60%以上。

方竹

我國南方某地曾發現一片前所未見的方形樹木,樹幹稜角分明,樹皮黃綠,大多高3~5米,胸徑最粗達10釐米,總共110多株,形成了一片鬱鬱蔥蔥的小樹林。

美洲巴拿馬運河附近也曾發現一種方形的樹,連橫斷面上的年輪也為正方形。

除了方形的莖,還有方形的果實、方形的花和方形的蘑菇等。

比如,甘肅、河北等地出產一種方柿,又叫四稜柿,四四方方,甜美可口。

臨安市昌北山區特有的無核方柿也是一個優良柿種,世代相傳已逾200年,色美味甜,營養豐富,可入藥,全身是寶,經濟價值頗高。

方柿

在南美熱帶森林裡,生長著一種多年生草本花卉,當地人稱它「四稜草」,開紅色的方形花朵,莖杆也呈四方形。

而在印尼蘇門答臘熱帶雨林中的朽木上,寄生著一種毒蘑菇,白灰色的菇頭和莖均呈四方形。

其實,有關方形植物的記載自古就有。

紀曉嵐《閱微草堂筆記》中有一段寫道:「餘八九歲時,見外祖父家介祉堂中有菊四盆,開花皆正方,瓣瓣整齊如裁剪。……先姚公乞其根歸,次歲花漸圓,再一歲則全圓矣。」

書中提到的方菊看來是一種變異,而且其方形的特徵未能遺傳給下一代。

的確,有些方形植物就是在長期生長的過程中發生了變異,經過人工選擇而保存下來的品種,其方形的性狀未必能夠留存到後代,故使它們在浩如煙海的植物王國中顯得鳳毛麟角,十分珍貴。

正是由於自然界中方形植物比較罕見,人們才不斷摸索培育塑造方形植物的種種方法,並取得了巧奪天工的不凡效果。

近些年,美國、日本和我國利用模具相繼培育出方形的水果、蔬菜,如方形西瓜、桃子、黃瓜、西紅柿等,其優點是方便機械採摘、用方框固定成形的過程中不愁蟲害侵擾、運輸時不會滾動等。

方形西瓜

我國臺灣地區將當地盛產的孟宗竹栽培成方竹是一項傳統。

當每年第一次春筍出土約30釐米時,竹農們會用方形的木模板將竹筍緊箍,使其順形生長。

木模板通常選用柳桉木,上油漆,將兩塊木板釘成直角,兩組相對構成四方形,再用麻繩緊緊捆住。

至秋天拆除模板後,圓竿的孟宗竹就變為方竹了。

方竹做的筆筒

更值得關注且更有趣的是,加拿大著名生物學家、生態專家伏爾斯,受自然界方形樹的啟發,多年來不斷探索培育方形樹的方法。

他深知,一旦成功,將給木材加工帶來便利,並且大大減少浪費。經過長期的艱苦努力,伏爾斯終於在一所大學的試驗園裡,成功培育出近似方形的雪松等一批樹木,並且使用價值極高。

伏爾斯育成方形樹的創舉,引起了全球植物學界以及新聞媒介的高度關注,一些專家甚至認為,這將引起又一場「綠色革命」。

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