莲叶:配角也神奇

夏日炎炎,若要说起让人感到清凉的植物,首先映入脑海的必然是莲花了。莲花象征着圣洁美丽,她玲珑雅致又纯洁谦虚,为酷暑散阵阵芬芳,送丝丝清凉。莲花自然是美的,但又有几人知道衬托它们的莲叶中藏着多少奥妙呢?

  看不見的“小山頭”不沾水,不惹塵

  “出淤泥而不染,濯清涟而不妖”这形容的是莲花洁身自好的品质,然而可曾有人想到,那一顶顶如华盖般擎着的莲叶也是一样的干净无瑕。而且不管莲叶上洒下多少水,也只会在它们表面形成如落玉盘似的大珠小珠,不会留下一点水渍,还是那么光洁干爽。一场大雨过后,其他植物的叶子都变得湿漉漉的,只有莲叶完全不同。

  莲叶为什么会有这种功能呢?最开始人们认为是莲叶上那层白色蜡质决定的。但是很多植物的叶片都有蜡质,水滴上去,很快就铺平、蔓延开了,更达不到水珠在莲叶上四处滚动的效果。所以除了蜡质之外,莲叶不沾水一定还另有原因。直到20世纪90年代,德国的科学家首先用扫描电子显微镜观察了莲叶表面的微观结构,才解开了莲叶的不沾水之谜。

  放大1000倍,会发现莲叶的表面竟然是由一些凸起构成的,这一个个的凸起平均大小约为10微米,只有一根头发直径的1/10。再继续放大1000倍,这一个个的小凸起上面竟然还有一排排更微小的凸起,它们小得要用纳米去衡量,只有一根头发直径的1/250。

  莲叶表面就是这么精细的微米加纳米双重结构。在看似光滑的莲叶表面上面,其实是由一个个我们肉眼看不到的微米“小山”再叠加上纳米“小山”组成的,“山”与“山”之间的空隙非常窄,那些尺寸远远超过“小山”的水滴,只能在“山头”上跑来跑去。

  水滴之所以只能在“山头”上跑来跑去,还不单是因为“山”之间的缝隙太小,更为关键的是“山”和“山”之间都被空气填充得严严实实,形成了一个类似气垫的东西。因为隔着一层气垫,当水落在莲叶的表面,在自身张力的作用下,形成的水滴就在这层气垫上自由滚动,在滚动的过程中带走了莲叶表面的尘土。莲叶的这种不依靠外力就可以让自己变得很清洁的现象,科学家称之为“莲叶效应”。

  小實驗experiment

  我们做一个实验,在南瓜叶和莲叶上都撒满灰尘,再用水冲叶片,结果会发现在水和尘土的作用下,南瓜叶子变得很脏,而莲叶却不受任何影响。莲的生长离不开淤泥,可是破水而出的莲叶上,不但淤泥、灰尘不粘,就连水滴也很难在上面安安稳稳地待上一会儿,仿佛自己就能把自己打扫干净。这种现象叫莲叶的自清洁效应。

  莲叶中央的黄色“莲鼻”担负着呼吸重任

  會吐泡的“鼻子”呼吸

  所有的植物都要进行光合作用和呼吸作用,需要吸收并释放大量气体,莲也不例外,但是它的呼吸作用要直观得多。

  在与叶秆相连的莲叶中心有一个泛黄的部位,长得有些像鼻子,而且是呼吸最强的部位,被形象地称为莲鼻。在上面扎几个小孔,不一会儿就会出现一个个白色小泡;如果倒些水,马上就会发现水底开始咕嘟嘟地冒出气泡来了。

  将莲叶的秆剖开,可以看到里面是几条大小不一的管道,就像藕里面的孔洞一样,气泡就是顺着这些管道冒出来的。莲为什么要采用如此神奇的呼吸方式呢?

  植物的生长需要阳光、水和空气,而莲的地下茎—藕,尤其需要进行高强度的呼吸才能储藏足够的养分,但是它生长在池塘底的淤泥中,几乎接触不到空气,必须由莲叶来为它运送。莲鼻与外界交换空气,莲叶和莲花的秆都是空心的,这一个个通道就好比我们人的呼吸道,空气从这些通道通过,进到藕里,藕也有着一个个气孔,空气在藕的这些气孔中自由流动,传给藕节上的根,从而保证了莲藕生长所需要的空气。对于一株完整的莲,它的呼吸结构是一个连通的整体,因为藕节里也有同样的孔洞将两段相邻的藕连起来,从而保证呼吸系统的整体效率。在长期的进化中,莲形成了这种独特而神奇的呼吸结构,也保证了它能够代代繁衍,生生不息。

  “蓮鼻”下的呼吸系統

  莲的地下茎(藕)横生在泥中,节上生根和芽,节间肥大(即我们吃到的食用部分),里面有多条气腔(也就是藕里面的气孔通道),与叶秆、花秆气腔相连通,通过叶秆顶端的莲鼻与外界进行气体交换,完成呼吸过程。

  爭分奪秒的“三天”初生

  莲叶高矮交错,有的紧紧漂浮在水面,有的亭亭玉立于水面之上。莲是由一粒种子在淤泥中长出来的,从淤泥到水面,莲叶经过了怎样的历程,才形成这样高高低低、错落有致的景象呢?

  在淤泥中,莲子开始萌芽,由于不能进行光合作用,所以钻出水面之前的大部分养分要依赖种子本身。从莲子发芽到莲叶长出水面,必须要在3天之内完成。小小的莲子养分有限,必须与时间赛跑才能完成这段生死攸关的旅程。

  第一片莲叶要第一时间破水而出,所以它在水下像锥子一样卷起,这是阻力最小的状态,因此才有“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”的景致。等它刚刚露出水面,卷着的叶片就迅速展开。这主要是因为莲子的养分不足以支撑莲叶继续向上生长,所以莲叶必须快速打开并进行光合作用,以制造养分来维持生命。这片叶子在水面上漂浮,被形象地称为浮叶。

  这是一片重要的叶子,它提供的养分开始让种子生根并长出一条地下茎,形成日后的藕。藕与藕之间的藕节上同样可以长出莲叶,它们按照同样的方式破水而出。因为已经有了光合作用提供的养分,藕节上长出的叶子露出水面后并不急于展开,它们要继续向上生长。充足的养分和粗壮的茎秆孕育出肥大的莲叶,足以支撑淤泥里藕的生长。

  如果从一片莲塘中取出一株完整的藕,就会发现莲叶的生长都遵循着一个不变的规律。

  莲子长出的第一片叶子浮在水面上,叶片最小,而随后长出来的叶柄越来越高,叶片越来越大,第五片叶子是叶柄最高、叶片最大的叶子。从这时起,叶柄会越来越矮,叶片也会越来越小,最后一片叶子像第一片叶子一样大小,而且也浮在水面上,形成了一个神奇的对称。

  莲有雅致的花朵和沁人的清香,更有亭亭的莲叶。从“小荷才露尖尖角”到“留得残荷听雨声”,莲叶见证了莲的整个生命周期,滋养着莲花,孕育出莲藕和莲子,为它们提供空气和养料,自己却如此谦逊而低调。虽然甘做配角,却练就了许多不平凡的神奇之处,莲叶蕴含的奥秘更值得我们在人生中细细品味。

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