Формы простых листьев и их размеры
Листья простой формы состоят из одной листовой пластины, крепящейся на одном черешке. Имеют края цельные, либо рассеченные в виде зубчиков, выемок, зарубок (мелких или крупных, острых, затупленных, однородных или неоднородных). Наиболее простые формы имеют листья с цельными листовыми пластинами:
Линейная форма листа (Рис.4) наиболее характерна для травянистых растений семейства злаковых, осоковых, ситниковых, касатиковых. Лист такой формы длинный и узкий, жилкование, как правило, линейное, неразветвленное, продольное. Бывают формы более или менее широкие (широколинейные и узколинейные), чаще с цельными краями либо слегка ребристые или зубчатые.
Рис.4 Линейная форма листа. Рис.5. Ланцетная форма листа.
Ланцетная форма получила свое названия из-за схожести с хирургическим инструментом — предшественником скальпеля — ланцетом. Такой лист более короткий по сравнению с линейным, расширен к основанию и заужен к верху, жилкование ветвистое. Так же в зависимости от ширины относительно длины бывают широко-, узко — и продолговато-ланцетные, а формы, в которых сочетаются линейные и ланцетные черты, называют линейно-ланцетными. Ланцетные листья встречаются у разнообразных видов трав и деревьев (напр. облепиха, лох, ива, подмаренник и др.).
Округлые листья, как правило, имеют довольно ветвистое жилкование. Края их могут быть как цельными, так и зубчатыми, пильчатыми, волнистыми. Встречается у деревьев (ольха, осина) и травянистых растений (будра) (Рис.6). Округлая форма, вытянутая в длину, называется эллиптической (подорожник большой, смолевка и др.). Овальными при описании растений называют листья, имеющие форму, как на рис.7:
Рис.6. Округлая форма листа. Рис.7. Овальная форма листа.
Яйцевидная форма листьев является довольно распространенной в природе, как, например, у многих деревьев семейства розоцветных: айва, яблоня, вишня, ирга и др. Обычно яйцевидные листья расширены у основания и сужаются к верхушке, если же наоборот, то такую форму называют обратнояйцевидной (рис.8,9):
Рис.8. Яйцевидная форма листа. Рис.9. Обратнояйцевидная форма листа.
Когда округлые листья имеют выраженное углубление у черешка либо сверху и листовая пластина напоминает в контуре сердце, их соответственно называют сердцевидными и обратносердцевидными. Когда вырез более глубок и все края листовой пластины закруглены так, что она по форме напоминает почку, то не трудно догадаться, что их называют почковидными (рис.10):
Рис.10. Почковидная форма листа. Рис.11. Пальчатораздельная форма
Пальчатораздельная листовая пластина рассечена от края по направлению к черешку до половины, двух третей либо на три четверти и т.п. диаметра листа. Образующиеся таким образом раздельные выступы называют листовыми долями. Форму листовых долей описывают по принципам, упомянутым ранее, т.е. они могут быть ланцетными, линейными, копьевидными, заостренными или тупыми на концах, и т.д. Каждая листовая доля имеет собственную центральную, как правило, хорошо заметную жилку, которая разветвляется на более мелкие. Основные жилки лучеобразно расходятся от основания листа к его краям (рис.12). Кайма листовых долей так же, как и у цельных листьев, может быть гладкой, волнистой, зубчатой, пильчатой.
Пальчатолопастная форма листа схожа с пальчатораздельной, но листовые доли более широкие и их, соответственно, меньше по количеству. Если листовая пластина лучеобразно разделена на доли практически до самого основания, то такие листья называют пальчаторассеченными (рис.13).
Рис.12. Пальчатолопастная форма листа. Рис.13. Пальчаторассеченная
Группа перистых форм листьев, в отличие от пальчатых, имеет только одну основную, самую крупную, жилку которая разветвляется на несколько порядков более мелких жилок в листовых долях и переходит в черешок, а очертания таких листьев напоминают перья птиц. Наиболее характерны такие формы перистых листьев: перистолопастный (рис.14), перистораздельный (рис.15) и лировидный (рис.16), который имеет широкую округлую пластину на верхушке и более узкие и мелкие по длине, постепенно уменьшающиеся к основанию.
Листовые доли пальчатых и перистых листьев в свою очередь могут быть еще раз глубоко рассечены на более мелкие, а иногда и такие же по размеру листовые доли второго и третьего порядка. В таких случаях листья определяют как дважды — или триждыпальчатораздельные (-пальчатолопастные, — пальчаторассеченные, — перистораздельные и так далее).
Ниже приведена другая схема классификации простых листьев по форме, которая встречается в некоторых источниках:
Размеры листьев чаще всего колеблются в пределах от 3 до 10 см, однако известны гигантские листья некоторых пальм до 15 м длиной. Крупнейшие листья известной амазонской кувшинки виктории королевской (Victoria regia) достигают 2 м в диаметре. Размеры, форма и степень рассеченности листьев, хотя и являются наследственными признаками того или иного вида, очень изменчивы и зависят также от условий обитания его особей.
Самым маленьким растением на Земле ботаники единодушно признали вольфию бескорешковую, которая встречается в пресноводных водоемах Австралии, тропиков Старого Света и умеренной зоны северного полушария. Несколько редуцированных листьев вольфии вместе с однотычинковым цветком имеют общий размер 0,5-2 мм.
Здесь, конечно, вне конкуренции пальмы. На Шри-Ланке это пальма корифа зонтичная. Пластинки ее вееровидных листьев достигают 8 м в длину и 6 м в ширину. Одним таким листом можно накрыть половину воллейбольной площадки. Еще более крупными бывают перистые листья бразильской пальмы рафия тедигера. На черешке длинной 4-5 м покачивается «гигантское перо» длиной более 22 м и шириной почти 12 м. Один такой листочек может служить одеялом для 10 человек одновременно. А если поставить его на землю вертикально, то он поднимется выше шестиэтажного дома.
Источник
Почему у деревьев разные листья
Большой лист неудобен для растений по двум причинам – с ним можно быстро засохнуть летом и с ним легко замерзнуть зимой.
Eutaxia microphylla – размер ее листьев в среднем составляет 1 квадратный миллиметр. (Фото: Albert Chetcuti / Flickr.com.)
Размер листьев у разных видов растений может отличаться в тысячу раз, например, у австралийской эутаксии Eutaxia microphylla или у вереска обыкновенного площадь листа составляет в среднем 1 мм 2 , а у абака́, или банана текстильного – 1 м 2 . Очевидно, такая разница возникает из-за того, что разные растения растут в разных условиях, и легко заметить, что самые маленькие листья – у тех, кто живёт пустынях и полупустынях, а самые большие – у тропических видов. Но какие именно факторы более всего влияют на размер листа?
Мы знаем, что лист растения в буквальном смысле впитывает в себя углекислый газ, из которого в ходе фотосинтеза получается глюкоза. Углекислый газ поступает в лист через особые отверстия на его поверхности, так называемые устьица. Через эти же отверстия лист выделяет воду. Испарение воды листом называется транспирация, и благодаря транспирации поддерживается то движение жидкости по сосудистой системе растения от корней до верхушки. Но в жаркую погоду из листа вылетает слишком много воды, так что он может завянуть и засохнуть. Можно было бы закрыть устьица, но как тогда получать необходимый для фотосинтеза углекислый газ?
Мы уже как-то писали о том, как растения решают проблему влажности и температуры, используя разные типы фотосинтеза. Другой вариант решения – анатомический: попытаться оптимизировать размер листа. Ещё больше ста лет назад экологи пришли к выводу, что тропические растения обзавелись большими листьями как раз потому, что там, где они растут, часто и обильно идут дожди, знаменитые тропические ливни. Действительно, если условия позволяют, то почему бы не увеличить лист, насколько это возможно?
В 60–70-е годы прошлого века на проблему попытались взглянуть иначе, приняв во внимание, что многим растениям, которые обитают в жарких и сухих географических зонах, часто грозит перегрев, особенно летом. Спасаясь от перегрева, растение усиливает транспирацию (можно сказать, усиленно «потеет»), но, если у тебя большие листья, возникает опасность потерять слишком много воды на охлаждении. Выход – уменьшить площадь листа. Такое объяснение подходит для пустынных растений; кроме того, так становится понятнее, почему большие листья у тех, кто растёт в тени и прохладе – например, в подлеске, под сенью крон более высоких деревьев.
Однако многие могли заметить, что эти объяснения местами сильно хромают. Например, тропики у нас не только влажные, но и жаркие – получается, что в некоторых случаях в жару можно выживать и с большими листьями. Кроме того, перегрев, особенно в летние дни, грозит растениям во многих других регионах, в целом намного более прохладных, чем пустыни и полупустыни. Между тем листья у растений в более прохладных регионах намного крупнее, чем у пустынных видов.
Исследователи из австралийского Университета Маккуори вместе с коллегами из Великобритании, Эстонии, Китая, Испании, США, Аргентины и Канады обнаружили новые закономерности, связывающие размер листа с экологическими условиями, в которых живёт растение.
Авторы работы сравнивали между собой более 7600 видов растений со всех континентов и всех климатических зон. В статье в Science они пишут, что размер листа обуславливают несколько факторов сразу: температура дневная, температура ночная, количество дождей и количество солнечного излучения, долетающего до растений (количество излучения зависит от расстояния от экватора и средней облачности).
В итоге получается, что там, где солнечно, жарко и сухо, будут расти растения с небольшими листьями, потому что в таких областях для растений главное – не перегреться и не потерять много воды. Там, где солнечно, жарко и влажно, листья будут большими: здесь растения могут тратить сколько угодно воды на охлаждение.
А вот там, где очень холодно, листья снова окажутся маленькими. Оказалось, что в холодных краях главным ограничителем служит не дневная температура самого жаркого месяца, а ночная температура самого холодного – иными словами, растения больше боятся не перегреться, а замерзнуть.
Дело в том, что каждый лист удерживает у поверхности слой неподвижного воздуха, который служит теплоизолятором. У больших листьев этот слой толще, поэтому, с одной стороны, им сложнее отдавать тепло, с другой стороны, остыв, им труднее согреться. И если ночи становятся особенно холодными и длинными, то именно ночная температура становится главным фактором, определяющим наибольший размер листа.
Правда, в тех же тропиках далеко не все растения пользуются возможностью отращивать огромные листья. Однако тут стоит помнить, что дневные и ночные температуры вкупе с дождями, так сказать, ограничивают спектр возможностей. Это стоит понимать так, что во влажных тропиках растения могут не обращать внимания на жару, поскольку здесь им не грозит засохнуть.
И тут уже могут сработать иные, структурно-физиологические факторы, когда дерево или куст будут «решать», что им выгоднее – иметь много мелких листьев, или же пусть листьев будет немного, но они будут большие.
Сами авторы работы признают, что в своем анализе не учитывали влияние почв, а ведь взаимовлияние климата и почвы тоже может влиять на размер листа. Но, как бы то ни было, уже те результаты, которые удалось получить, могут быть очень полезны как в сугубо научном, так и в практическом смысле. Например, по размеру листьев вымерших растений можно точнее определить, какой климат царил на Земле в ту или иную эпоху.
Если же мы хотим пересадить какой-то вид на новую для него территорию, то, сопоставив его листья с климатом на новом месте, можно заранее понять, хорошо ли будет этот вид себя чувствовать и, если речь идет о сельскохозяйственной культуре, будет ли она тут достаточно продуктивна.
Автор: Кирилл Стасевич
Источник