地球上的植物种类几十万计,种与种的叶子大不相同。
但是拿来同一种植物的两片叶子,我们又一般能够说出它们是同一
【菜科解读】
不知道哪位大哲学家说过,世界上没有两片完全相同的叶子。
地球上的植物种类几十万计,种与种的叶子大不相同。
但是拿来同一种植物的两片叶子,我们又一般能够说出它们是同一种植物的。

科学魅力 探索叶子的奥秘

植物的叶子有哪些共同特点呢?叶子是植物的营养器官,负责接受阳光的照射,进行光合作用,以供应植物体有机养料和能量。
这决定了叶子的形态必然大都是片状结构,接受阳光吗,扁平形态,受光面积才最大。
要不怎么提到叶,我们总说成叶片呢。
其实植物的叶的组成,除了叶片部分,还有很重要的叶柄呢。
假如没有叶柄,叶片如何着生在植物体上呢,脱落时也要从叶柄基部脱落才行。
一部分植物的叶还有仆从兼保卫-托叶相伴。
也有些植物的叶子并非上述一样。
首先是非片状结构的叶子,例如松树,是针叶;
柏树,鳞叶,也扁平,但很小;
仙人掌,刺状;
假叶树,鳞片状。
为什么会出现这些非片状或非常态的叶子类型呢,归根结底是这些植物叶片的常规功能发生了变化或转移。
松树的叶,一般2针、3针或5针一束,着生在一个不发育的短枝上;
柏树的许多鳞叶排在一组扁平的小枝上;
仙人掌和假叶树的叶虽非扁平,但茎枝扁平。
因为这些植物的光合作用功能已经被茎或者枝替代了。
有的植物的叶片很肥厚,例如景天、圆白菜,为什么呢,因为它们多承担一个功能,储藏,储藏水分、营养等等。
其次就是在植物叶的叶柄方面。
叶片总要有一个与植物枝条相连的叶柄。
只有一个叶片连在一个叶柄上,这样的叶叫单叶;
有许多个小叶片都连在共同的叶轴或总叶柄上,这样的叶叫复叶,有羽状复叶和掌状复叶之分。
小叶位置又是复叶,整个叶叫二回复叶。
叶柄一般不是扁平的,但是如果扁平叶柄又仅连着一片小叶,例如柑橘,那是单身复叶,就象单身汉。
托叶的形态也有很多,围绕茎的是托叶鞘。
禾本科的植物,叶鞘就是叶柄,不过竹子例外。

植物的叶子一段时间后,总是要脱落的,落叶树当年落光,但常绿树种的叶寿命要长,几年后才落。
少数落叶树种冬天叶片虽然枯黄,但直到第二年新叶发出才落。
如假死柴、多种橡树等。
只有一种植物终生只有两片叶子、一百年不落,这就是西南非洲沙漠的百岁兰。
但是有一些植物具有脱落性的小枝,例如水杉、梭梭等,有了这些小枝的脱落可以通过减少水分的蒸腾等方式,更好地保证植物主体度过寒冷、干旱等不良季节。
天冬草的情况又与上面的松树相似。
叶片着生在枝条上,其正常功能是进行光合作用,但是为了更多地接受阳光,叶子在植物体上的着生方式-叶序是很讲究的。
有的互生,有的对生,有的轮生。
仔细观察每种植物,尽管它们叶序不同,所有植物叶片都能在受光面上互不遮挡,镶嵌排列(叶镶嵌),以充分接受阳光。
植物 科学主要观点:非物质存在:部分人认为灵魂是非物质形态,与躯体共生,躯体死亡灵魂也随之消散;
或认为灵魂是独立生命形态,人死后进入更高时空维度(如四维空间)。
精神寄托说:更多人觉得灵魂是人类在拥有宗教、哲学、信仰后创造的概念,是人类对生命渴望的精神寄托。
研究现状:目前既未发现人死后灵魂存在的确凿证据,也无法证明灵魂不存在,其本质仍是未解之谜。
生命起源之谜常见解释及问题:神创论:认为生命是某种智慧生物创造,但此解释陷入逻辑死循环,无法说明创造生命的智慧生物起源。
自然发生论:认为生命从无生命物质中自发产生,然而生命复杂程度极高,现代科技无法用无生命物质制造出最简单的生命细胞,自然发生的概率微乎其微。
研究困境:除上述两种解释外,尚未找到其他合理且被广泛认可的生命起源解释。
宇宙的边界问题争议观点:无限宇宙观:因宇宙从大爆炸后持续加速膨胀,许多人认为宇宙无边界。
有限宇宙观:从科学角度思考,世间万物似乎都有大小和边界,如地球曾被古人认为无限大,但走出地球后发现是有边界的球体。
现实情况:宇宙由“可观测宇宙”和“不可观测宇宙”组成,因宇宙膨胀,遥远星系以超光速远离我们,我们只能看到部分宇宙,在观测到全部“不可观测宇宙”前,难以确定宇宙是否有边界。
梦境的真实性梦境体验:每个人都有做梦经历,多数梦境模糊,但少数非常真实,醒来后梦中人或物仍印象深刻,甚至有人难以分清现实与梦境。
相关猜想:平行世界论:有科学家猜想梦境可能是真实的,是我们在另一个平行世界的经历。
平行世界与多元宇宙论相关,随着科技发展,认可该理论的科学家增多。
多维空间关联:科学家认为平行世界与多维空间关系密切,人类生活在三维空间,之上还有更高维度空间,不同平行世界存在于不同维度,梦境可能是连接现实与平行世界的桥梁。
研究现状:目前这些只是猜想,尚未有确凿证据揭开梦境谜团。
宇宙中是否存在其他高级文明推测依据:地球是宇宙中普通行星,因具备适合生命存在的条件才有生命诞生。
宇宙有138亿年历史,行星数量难以计数,存在其他适合生命诞生行星的可能性极大,甚至可能存在领先人类数十亿年的高级文明。
现实情况:然而,我们眼中的宇宙一片死寂,迄今未发现任何外星人存在的痕迹。
科学家虽提出很多观点,但都只是猜测。
在地球自然环境中,Ih型冰最为常见,Ic型冰在高层大气少量存在,其余15种需在极高压力下形成。
星际空间中的冰多以无定形非晶态附着于尘粒。
形成原因:水分子间的四面体网络结构是关键。
每个水分子通过氢键形成近四面体键角,优化氢键能力。
Ih型冰的氢键构成开放、低密度的三维结构,使其能浮于水面。
压力影响:对四面体物质施加压力可使低密度固体坍缩,形成密度递增的结构,直至密堆积结构稳定。
目前观察到的17种结晶冰均由此形成,未来可能发现更多形态。
2. 有两种液态水吗?无定形冰的两相转换:日本科学家在高压下观察到无定形冰的两相转换,推测存在两种液态水:低密度常规水和高压高密度水。
模拟研究在“深度过冷”区找到相变证据。
争议与质疑:部分科学家认为结果可能由人为因素导致,统计力学原理表明此类转变远离平衡态,难以观察和模拟,目前仍是凝聚态理论前沿领域。
3. 水是如何蒸发的?蒸发速率的不确定性:液态水蒸发速率是气候模型的主要不确定因素,影响云滴大小分布及光线反射、吸收和散射。
蒸发速率表示为分子碰撞速率乘以蒸发系数(0-1之间),但实验测定值变化超3个数量级,理论计算也遇阻。
研究进展与问题:加州大学伯克利分校团队用过渡路径取样理论计算蒸发系数接近1,与液体微喷实验结果(普通水和重水均为0.6)相近。
但仍存在疑问:大气压实验数值为何低得多?盐对蒸发速率影响实验结果与理论预测矛盾(理论认为盐抑制毛细波应降低蒸发速率,但实验显示几乎无影响)。
4. 水的表面是酸性还是碱性?传统观点与新研究:传统认为瀑布雾气证明液滴表面聚集氢氧根离子(OH-),呈碱性(pH>7),胶体科学领域默认此观点。
但近期实验和计算研究指出,液态水表面可能由氢离子(H+)主导,呈酸性(pH