研究揭示榕樹枝條-葉片異速生長模式

陸生植物葉片大小的變異程度超過六個數量級，葉片多樣的變異特徵、功能和進化意義，一直是植物學家關注的熱點問題。1949年，Corner提出植物構型的兩個法則，被稱為「Corner法則」：（1）枝條越大，其著生的葉片也越大；（2）枝條越大，其分枝越稀疏；反之亦然。「Corner法則」在不同生境和植被類型得到經驗數據的驗證，但未從機理上得到解釋。

中國科學院西雙版納熱帶植物園樹木年輪與環境演變研究組研究員范澤鑫、科研人員付培立，與荷蘭瓦赫寧根大學科研人員Frank Sterck、中科院昆明植物所研究員張石寶、中科院瀋陽應用生態所研究員郝廣友等合作，對版納植物園的28種榕屬植物冠層的末端枝條與葉片的異速生長關係，及其與枝條水力結構、機械支撐功能之間的關係進行研究。結果表明：（1）榕屬植物小枝與葉片的大小（面積和重量）呈等速生長關係，而葉柄與葉片的大小呈異速生長關係；（2）小枝出葉強度（單位重量的小枝支撐的葉片數量）與葉片大小呈負的等速生長關係；（3）榕屬植物小枝的水分傳導效率與機械支撐能力之間存在權衡關係，即木質部導管越大、導管密度越高，其水分傳導效率越高，但機械支撐能力越弱；（4）榕屬植物小枝木質部的雙重功能即水分傳導和機械支撐能力之間的權衡關係，決定小枝-葉片大小異速生長的模式。

該研究成果以Tradeoff between stem hydraulic efficiency and mechanical strength affects leaf-stem allometry in 28 Ficus tree species為題發表在Frontiers in Plant Science上。研究工作得到了國家自然科學基金和中科院「卓越青年科學家」計劃的支持。

熱帶3種榕樹（厚皮榕、大葉水榕、勁直榕）的葉片形態和小枝橫切解剖照片

熱帶28種榕樹枝條-葉片大小、葉柄-葉片大小、出葉強度-葉片大小的關係

來源：中國科學院西雙版納熱帶植物園

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