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胡杨的“变叶”与适应性
作者:刘玉冰  发表日期:2017-05-22    

胡杨Populus euphratica,杨柳科落叶中型天然乔木。据化石资料表明,胡杨始于新生代,距今已有6500万年的历史。胡杨的意思是西域的杨树,说明了胡杨的故乡所在。在中国胡杨分布西北区域的新疆、甘肃、青海柴达木、内蒙西部一带的内陆河流域。因其生命力顽强,素有“生而千年不死,死而千年不倒,倒而千年不朽”的传说,成为文学家们争相歌颂的对象。其实,一株胡杨树的寿命一般为100300年,最长也不过500年;而“千年不倒”是胡杨为了广揽水分而进化的密织如网的强大根系,将其牢牢固定在沙土上屹立不倒;但“千年不朽”其实与胡杨本身关系不大,是干旱沙漠地表环境由于缺少微生物的活动而形成的“干尸”。作为“荒漠河岸林”的胡杨,有一种傲骨凛冽的风格,它能“闻到水、嗅到水,跟着水走”。所以如果在大漠中见到衰亡的胡杨林,说明这里曾有河流经过。且其具有耐寒、耐热、耐盐碱、抗风沙等特性,起到很好的防风固沙作用,因而被誉为“大漠英雄”。为了适应荒漠极端环境,胡杨使出浑身解数,其根系可以深入到20米以下的地层中吸收水分,树叶和枝干能排出体内过量的盐分而形成“胡杨泪”,同时多种叶形相互配合与外界环境协调,故又称为变叶杨、异叶杨。

那么,变叶杨具体是如何变化的呢?

首先,多种形态的叶片集中于一株树上,且下而上线形披针形缺刻披针形缺刻卵形缺刻菱形缺刻阔卵形缺刻扇形,呈渐变状态形成不同的叶型

胡杨植株自下而上不同形态的叶片类型

 

其次,扫描电镜下看到,随着叶型的变化,叶片表皮超微形态结构亦呈渐变状态,各种表皮附属物蠢蠢欲动。比如,表皮绒毛从无到有并逐渐增大密度;表皮蜡质层逐渐增厚,表面蜡质片层密度逐渐增;气孔密度渐增加。









不同叶型表皮毛的分布(箭头所指为表皮毛

 

 

不同叶型气孔及蜡质层的形态与分布

另外,从异形叶的功能上看光合能力最大(细胞内叶绿体体积大且数量多,积累的淀粉粒也多的叶型为缺刻披针形、缺刻菱形和缺刻卵形,居于树冠的中层;抗逆能力最强(附属物最丰富的叶型为缺刻阔卵形以及扇形叶,居于树冠的顶层。这样看来,顶层叶片的高强度抗性,中层叶片进行最大光合作用提供了保护伞,二者的结合便于底层叶片的发育。不同型相互配合,各司其职,共同完成生命活动。

 

不同叶型叶绿体形态(箭头所指分别为叶绿体和淀粉粒

 

还有,一到秋季,就进入了胡杨林的观赏季。叶片中的叶绿素含量降低,具有保护功能的黄酮类及叶黄素等色素含量增加,不仅增强了生长季末植株的适应能力,同时又形成了一道靓丽的风景。

 

 

夏季和秋季的胡杨景观

看呐,何其伟大的变叶杨!

生命不息,奋斗不止!任何生命活动过程中,多多少少都会有一些坎坷,适者生存永远不变的真理。

 

作者简介:刘玉冰,中国科学院西北生态环境资源研究院研究员,博导,长期从事荒漠植物抗逆适应机理的研究工作。

 

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