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在树叶内部,总是温暖舒适的70华氏度

了解光合作用如何在不同气候下蓬勃发展,使云杉和枫树等树木保持在完美的温度区域。

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谁知道加拿大北部的白云杉、宾夕法尼亚州的红枫和波多黎各的桃花心木有这么多共同之处?它们的生长环境截然不同,冰冷的风吹拂着云杉的针叶,炎热潮湿的空气笼罩着桃花心木的叶子。然而,尽管存在这些外部差异,一项新研究表明,在每片叶(或针叶)内部,温度总是恰到好处,适合进行微妙而至关重要的光合作用过程,而叶子负责保持这个“恒温器”稳定。发表在《自然》杂志上的研究结果(需要订阅)显示,北美各地的树木都偏爱 70 华氏度的温度来进行光合作用过程,该过程利用阳光将二氧化碳转化为氧气和糖分。为了保持在这个舒适区,它们采取了一些巧妙的适应措施。树木会释放水分,在炎热时期,这种植物的“汗水”会使它们冷却下来。生长在寒冷地区的树木倾向于将叶子聚集在一起。这些紧密的结构可以影响叶子在寒冷天气中散失热量的速度,就像戴着连指手套时手指紧贴在一起比分开在有空间的普通手套中更暖和一样。

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[Science News]。

另一个有用的调整是,树木可以在炎热时让叶子枯萎;枯萎下垂的叶子暴露在阳光下的表面积更小。虽然研究人员没有研究杜鹃花,但在北方气候下种植过这种灌木的人都知道,在寒冷的天气里,叶子会像雪茄一样卷起来,以防止水分通过叶子流失。来自宾夕法尼亚大学的生态学家团队研究了 39 种不同树种的木材样本,检查每种样本中两种氧同位素的存在情况,这些同位素表明树木在进行光合作用时的温度。降水中富含氧-18,因此通常在温暖潮湿气候下,氧-18与氧-16的比例应高于寒冷的北方。在干燥气候下,这个比例也应该更高,因为在干燥气候下,较轻的氧-16更容易从树叶扩散到空气中,留下更多的较重的氧-18被吸收到木材中

[ScienceNow Daily News]。

研究人员没有发现他们预期的变化,相反,他们发现在寒冷和干燥气候下的树木与在加勒比海茂密气候下的树木具有相似的比例。他们报告说,唯一的解释是,无论下雨、下雪、下冰雹还是下雨夹雪,叶子都能保持相对恒定的温度。这些发现对古气候学家产生了影响,他们有时试图利用古代木材来构建古代气候的准确图像。如果树木内部温度不反映外部气温,研究人员需要重新思考。图片:flickr/robad0b

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