叶片是植物光合作用的重要器官，我们可以查到的世界上叶片最长的陆生木本植物可能是棕榈树科的Raphia regalis，叶长可达25 m，当然这个包括了它长长的叶柄。而陆生草本植物百岁兰属（Welwitschia）、海芋属（Alocasia）和芭蕉属（Musa）的植物叶片可达3 m（除去叶柄），当然还有很多长叶的物种，我不是做陆生植物的，肯定有遗漏。有研究发现陆生植物中最大叶长与叶脉直径等呈现显著的相关性，但对于沉水植物的叶片最大长度及其限制因素仍然是未知的。
具有带状叶片的沉水被子植物通常具有较长的叶片，因此我们就选取了带状叶的沉水被子植物来进行研究。通过对淡海水中48种带状沉水被子植物的最大叶长数据进行收集整理，发现澳大利亚苦草（Vallisneria australis）的叶片最长，为300 cm。鉴于水生被子植物起源于陆生植物，二者具有相似的生理基础（如营养需求和氧气输送），但由于水陆生境的差异，沉水植物对水环境的不断适应，二者的叶片性状存在较大差异，因此，限制沉水植物叶片伸长的因素可能与陆地植物不同。我们通过光照、水力因素等对沉水植物最大叶长的限制因素进行了分析。
水柱中光照的最重要因素是光衰减。在最大定植10 m水深的情况下，当衰减系数（Kd）从3变到0.1 m-1时，植物可定植的水深区间为1–6 m，表明在该范围内带状叶片的最适生长区间可达6 m。而统计得到的沉水植物最大叶长（300 cm）远低于理论预期值，表明对于沉水植物，至少苦草属植物而言，光不是限制叶片最大长度的唯一因素。而水力因素，也有前人做过很多实验，水体流速1m s-1的速度对植物产生的拉力近似于空气中100 km h-1的风速。所以可想而知，在水里飘摇的水草是不倾向于长长的。
我们还计算了叶片生长速度和寿命，沉水植物的叶片寿命远远小于大部分陆生植物的叶片，同时我们还收集了植物叶片伸长的速率，进行了一个简单的乘法，计算出最大长度大概也是3米左右。
当然这个研究是对沉水被子植物最大叶长的初步探索，文章由武汉植物园水生植物生物学课题组以题为“Is there a maximum length of strap-like leaves for submerged angiosperms?”发表在Aquatic Botany。
苏轼写过，纵一苇之所如，凌万顷之茫然。一片芦苇的叶子，可以是一艘小船，带我们探索茫然的水生世界。
文章链接：https://sci-hub.tw/10.1016/j.aquabot.2019.103184
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自操瑜科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3399457-1231693.html?mobile=1
收藏
