原标题：叶子的形状为什么各不相同? 世界上不存在两片相同的叶子 [焦点]
叶子的形状为什么各不相同? 世界上不存在两片相同的叶子！
如果你有兴趣，先去收集一把叶子。你会发现，叶子的形态可谓千姿百态，有些叶子甚至已经变成了花瓣、荆棘或刺。即使是最普通的橡树叶、蒲公英叶以及一些草叶，它们的大小、厚度、形状、颜色、质地、气味等特征也是千变万化、各不相同的。那么，叶子为什么有如此多的形态呢?答案是自然选择。为适应缺水环境，叶子进化出了一些奇特的形态。例如，沙漠植物的叶子或小而皮厚，或表面有一层蜡质，或呈刺状，生长在盐碱地区等其他恶劣环境下的植物的叶子也一样。而生长在水分充足的雨林中的植物的叶子通常呈狭长形，叶子顶端还有个滴水头，多余的水分就从这里流走。在寒冷的地方，树叶往往呈犬齿状，如桦树和樱桃树。
如今多亏了一项新的数学模式，从叶脉角度出发探讨这个问题。
由于在地球上植物吸入最多的温室气体二氧化碳，因此了解树叶叶脉是解决全球二氧化碳预算难题的重要部分。每年全世界的树叶带走大气层中不计其数的二氧化碳。亚利桑那大学博士生本布兰德说道。相比海洋，树叶吸收的二氧化碳更多，还是人类向大气呼出的二氧化碳的10倍。想了解二氧化碳的变化，必须先了解树叶是怎么运作的。但并非所有的树叶都以同种方式运作。
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树叶生长需要的二氧化碳含量多少，树叶的寿命长短以及综合阳光的速度快慢或者是光合作用率的高低。这些因素以不同方式，在不同的植物和环境中共同作用，从而创造了树叶形状及结构的多样性。最让人惊讶的是以多种方式息息相关，但不会在全球范围内发生变化。布兰德说道。
为了预测树叶如何平衡这三个因素，从使而树叶最佳运作，布兰德发明了一种数学模型，利用从叶脉网状结构中可以肉眼看到的三个方面：密度，叶脉间距，小型叶脉分布区域数量。这些分布区域类似人体的毛细血管，在这里称之为循环。叶脉密度标志着树叶在这个网状结构中投入了多少。叶脉间距是测量叶脉如何有效地为树叶提供水分和营养的一种方式。循环个数与树叶的强韧度和寿命有关，因为在树叶受损的情况下，循环为重新输入养分提供了路径。
例如，如果植物打开气孔吸收更多的二氧化碳用于光合作用，就会蒸发水分，这就要求树叶有许多管道直接插入水中。反过来，这就意味着需要许多大型叶脉。如果植物需要不停地吸收水分，这有利于特定叶脉的几何分布，最终塑造树叶形状。因此叶脉树叶的骨架决定了树叶是典型的枫叶形状还是尖刀似的柳叶形状。
叶脉无所不能。布兰德说。叶脉构成植物结构，为植物抵御破坏，甚至传送化学信号，与动物神经类似。树叶运作模式有失也有得。布兰德补充道，我们能做的只有合成所有东西，这样，在大的图片上其显示才会更加清晰。布兰德在2500多种植物上测试了模型，该模型用于预测光合作用率、树叶寿命、二氧化碳甚至氮气消耗之间的关系。测试成功了。之后，布兰德与大学生助手林奇帕克，杰姬贝辛森以及大卫卡哈勒测试了来自亚利桑那大学的25片树叶。他们的最初结果表明，这项模型在当地范围内可行。他们扩大研究范围，正研究科罗拉多若基山生物实验室中的树叶。布兰德及其学生在《生态学通讯》期刊上刊登了有关叶脉的研究。
最终，对树叶的研究将会被纳入气候模型研究中。这不仅可以平衡二氧化碳预算，还可以预测蒸发率以及其它严重依赖植物，与天气、气候相关的事物。了解植物与全球二氧化碳循环之间的关系，意义深远。布兰德说道。
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