东京城市大学的一个研究小组发现,山间溪流沿岸的植物通过软化叶柄来减轻水流压力。

 当河流因大雨或台风而水位上升时,沿着河流生长的“河边植物”有时会被淹没,但很明显它们可以避免并承受水流压力。叶片的主要部分变薄的“变窄”被认为是减少水流应力的主要特征,但仅变窄并不被认为对减少水流应力有效。需要对其他器官进行分析。

 在这项研究中,我们重新关注叶柄(茎中连接叶片和茎的部分),并尝试了机械方法。我们使用三点弯曲试验测量了日本扁柏(一种沿着山涧生长的植物)叶柄的机械性能(弯曲模量、弯曲强度和断裂应变),并将其与密切相关的物种(日本扁柏)进行了比较。生长于内陆的日本扁柏。

 结果,虽然弯曲弹性模量没有观察到差异,但夜叉主发条的弯曲强度和断裂应变明显更高,这表明夜叉主发条的叶柄比主发条的叶柄更坚固、更柔韧。有人认为,该物种的进化是为了减少山间溪流的水流压力。

 另外,通过比较解剖分析,我们发现Yaschaspring叶柄处厚壁细胞的尺寸明显大于主发条。结果,相对于施加在夜煞泉叶柄上的力,细胞支点之间的距离增加,从而允许大的位移,这被认为导致叶柄高度柔韧。

 这项研究表明,沿着溪流分化成植物不仅可以通过叶子变窄来解释,还可以通过叶柄性状和整个地上部分(包括其他器官)的变化来解释,以及在高水位期间减少水流压力的机制对此有了新的发现。未来,他们将继续调查山涧沿岸的其他植物是否也发生过类似的进化,也期待基因层面的研究取得进展。

纸张信息:[科学报告] 流变植物紫萁(紫萁科)的叶柄表现出巨大的柔韧性

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