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34.15: 减少水分流失的适应作用
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Adaptations that Reduce Water Loss
 
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34.15: 减少水分流失的适应作用

虽然植物叶子的蒸发会推动蒸腾,但也会导致水的流失。由于水对光合作用反应和其他细胞过程至关重要,因此不同环境中植物的进化压力促使人们获得减少水损失的适应。

在陆地植物中,植物叶的最上层细胞层称为表皮,涂有一种叫做角质层的蜡状物质。这种疏水层由由表皮细胞合成的聚合物切层和其它植物衍生蜡组成。这些物质可防止不必要的水流失和不需要的溶解物进入。角质层的具体组成和厚度因植物种类和环境而异。其它叶片适应也可以最大限度地减少蒸发,主要是通过减少表面积。例如,有些草有折叠结构,可减少水损失。或者,其它草种经过叶片滚动,以防止蒸发。一些沙漠植物的叶子被涂上微小的毛,可以捕获水蒸气,从而减少蒸发。

水主要通过植物气孔中的小孔蒸发。 一些植物的气孔仅位于叶片下部表面,以保护它们免受与热量相关的过度蒸发。其它植物在气孔附近捕获水蒸气,这些水蒸气位于叶片的坑中,从而减少了蒸发水的损失,因为位于气孔开口两侧的保卫细胞可以感知相对湿度。一些沙漠植物仅在不太可能发生蒸发的夜晚才打开气孔。这种策略被称为景天酸代谢(Crassulacean Acid Metabolism, CAM)。使用它的植物在晚上捕获并固定二氧化碳,并在白天进行光依赖性的光合作用反应。一些科学家提出了生物工程植物,通过利用景天酸代谢(CAM)来使碳固定与光合作用脱钩,从而缓解与全球气温升高相关的蒸发。


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