榕樹(shù)枝條水力結(jié)構(gòu)與機(jī)械支撐的權(quán)衡決定了枝條-葉片的異速生長(zhǎng)模式
陸生植物葉片大小的變異程度超過(guò)六個(gè)數(shù)量級(jí)，葉片如此多樣的變異特征及其功能和進(jìn)化意義一直是植物學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。Corner 1949年提出了植物構(gòu)型的兩個(gè)法則，后來(lái)被稱為Corner’s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’s 法則在不同生境和植被類型得到經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，但一直沒(méi)有從機(jī)理上得到解釋。
版納植物園樹(shù)木年輪與環(huán)境演變研究組的范澤鑫研究員、付培立博士，與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)Frank Sterck博士、昆明植物所張石寶研究員、沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)所郝廣友研究員等合作，對(duì)西雙版納熱帶植物園的28種榕屬植物冠層的末端枝條與葉片的異速生長(zhǎng)關(guān)系，及其與枝條水力結(jié)構(gòu)、機(jī)械支撐功能之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)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(zhǎng)關(guān)系，而葉柄與葉片的大小呈異速生長(zhǎng)關(guān)系；2）小枝出葉強(qiáng)度（單位重量的小枝支撐的葉片數(shù)量）與葉片大小呈負(fù)的等速生長(zhǎng)關(guān)系；3）榕屬植物小枝的水分傳導(dǎo)效率與機(jī)械支撐能力之間存在權(quán)衡關(guān)系，即木質(zhì)部導(dǎo)管越大、導(dǎo)管密度越高，其水分傳導(dǎo)效率越高，但機(jī)械支撐能力越弱；4）榕屬植物小枝木質(zhì)部的雙重功能即水分傳導(dǎo)和機(jī)械支撐能力之間的權(quán)衡關(guān)系，決定了小枝-葉片大小異速生長(zhǎng)的模式。
該項(xiàng)研究成果以Tradeoff between stem hydraulic efficiency and mechanical strength affects leaf-stem allometry in 28 Ficus tree species為題在Frontiers in Plant Science（ 2017, 8: 1619）上發(fā)表。
圖1 熱帶3種榕樹(shù)（厚皮榕、大葉水榕、勁直榕）的葉片形態(tài)和小枝橫切解剖照片
圖2 熱帶28種榕樹(shù)枝條-葉片大小、葉柄-葉片大小、出葉強(qiáng)度-葉片大小的關(guān)系
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