Самые маленькие и самые большие листья: Самые маленькие листья • Живая природа
Почему у деревьев разные листья
Большой лист неудобен для растений по двум причинам – с ним можно быстро засохнуть летом и с ним легко замерзнуть зимой.
Eutaxia microphylla – размер ее листьев в среднем составляет 1 квадратный миллиметр. (Фото: Albert Chetcuti / Flickr.com.)
Абака, или текстильный банан. (Фото: Joselito Lira / Flickr.com.)
‹
›
Открыть в полном размере
Размер листьев у разных видов растений может отличаться в тысячу раз, например, у австралийской эутаксии Eutaxia microphylla или у вереска обыкновенного площадь листа составляет в среднем 1 мм2, а у абака́, или банана текстильного – 1 м2. Очевидно, такая разница возникает из-за того, что разные растения растут в разных условиях, и легко заметить, что самые маленькие листья – у тех, кто живёт пустынях и полупустынях, а самые большие – у тропических видов. Но какие именно факторы более всего влияют на размер листа?
Мы знаем, что лист растения в буквальном смысле впитывает в себя углекислый газ, из которого в ходе фотосинтеза получается глюкоза.
Углекислый газ поступает в лист через особые отверстия на его поверхности, так называемые устьица. Через эти же отверстия лист выделяет воду. Испарение воды листом называется транспирация, и благодаря транспирации поддерживается то движение жидкости по сосудистой системе растения от корней до верхушки. Но в жаркую погоду из листа вылетает слишком много воды, так что он может завянуть и засохнуть. Можно было бы закрыть устьица, но как тогда получать необходимый для фотосинтеза углекислый газ?
Мы уже как-то писали о том, как растения решают проблему влажности и температуры, используя разные типы фотосинтеза. Другой вариант решения – анатомический: попытаться оптимизировать размер листа. Ещё больше ста лет назад экологи пришли к выводу, что тропические растения обзавелись большими листьями как раз потому, что там, где они растут, часто и обильно идут дожди, знаменитые тропические ливни. Действительно, если условия позволяют, то почему бы не увеличить лист, насколько это возможно?
В 60–70-е годы прошлого века на проблему попытались взглянуть иначе, приняв во внимание, что многим растениям, которые обитают в жарких и сухих географических зонах, часто грозит перегрев, особенно летом.
Спасаясь от перегрева, растение усиливает транспирацию (можно сказать, усиленно «потеет»), но, если у тебя большие листья, возникает опасность потерять слишком много воды на охлаждении. Выход – уменьшить площадь листа. Такое объяснение подходит для пустынных растений; кроме того, так становится понятнее, почему большие листья у тех, кто растёт в тени и прохладе – например, в подлеске, под сенью крон более высоких деревьев.
Однако многие могли заметить, что эти объяснения местами сильно хромают. Например, тропики у нас не только влажные, но и жаркие – получается, что в некоторых случаях в жару можно выживать и с большими листьями. Кроме того, перегрев, особенно в летние дни, грозит растениям во многих других регионах, в целом намного более прохладных, чем пустыни и полупустыни. Между тем листья у растений в более прохладных регионах намного крупнее, чем у пустынных видов.
Исследователи из австралийского Университета Маккуори вместе с коллегами из Великобритании, Эстонии, Китая, Испании, США, Аргентины и Канады обнаружили новые закономерности, связывающие размер листа с экологическими условиями, в которых живёт растение.
Авторы работы сравнивали между собой более 7600 видов растений со всех континентов и всех климатических зон. В статье в Science они пишут, что размер листа обуславливают несколько факторов сразу: температура дневная, температура ночная, количество дождей и количество солнечного излучения, долетающего до растений (количество излучения зависит от расстояния от экватора и средней облачности).
В итоге получается, что там, где солнечно, жарко и сухо, будут расти растения с небольшими листьями, потому что в таких областях для растений главное – не перегреться и не потерять много воды. Там, где солнечно, жарко и влажно, листья будут большими: здесь растения могут тратить сколько угодно воды на охлаждение.
А вот там, где очень холодно, листья снова окажутся маленькими. Оказалось, что в холодных краях главным ограничителем служит не дневная температура самого жаркого месяца, а ночная температура самого холодного – иными словами, растения больше боятся не перегреться, а замерзнуть.
Дело в том, что каждый лист удерживает у поверхности слой неподвижного воздуха, который служит теплоизолятором. У больших листьев этот слой толще, поэтому, с одной стороны, им сложнее отдавать тепло, с другой стороны, остыв, им труднее согреться. И если ночи становятся особенно холодными и длинными, то именно ночная температура становится главным фактором, определяющим наибольший размер листа.
Правда, в тех же тропиках далеко не все растения пользуются возможностью отращивать огромные листья. Однако тут стоит помнить, что дневные и ночные температуры вкупе с дождями, так сказать, ограничивают спектр возможностей. Это стоит понимать так, что во влажных тропиках растения могут не обращать внимания на жару, поскольку здесь им не грозит засохнуть.
И тут уже могут сработать иные, структурно-физиологические факторы, когда дерево или куст будут «решать», что им выгоднее – иметь много мелких листьев, или же пусть листьев будет немного, но они будут большие.
Сами авторы работы признают, что в своем анализе не учитывали влияние почв, а ведь взаимовлияние климата и почвы тоже может влиять на размер листа. Но, как бы то ни было, уже те результаты, которые удалось получить, могут быть очень полезны как в сугубо научном, так и в практическом смысле. Например, по размеру листьев вымерших растений можно точнее определить, какой климат царил на Земле в ту или иную эпоху.
Если же мы хотим пересадить какой-то вид на новую для него территорию, то, сопоставив его листья с климатом на новом месте, можно заранее понять, хорошо ли будет этот вид себя чувствовать и, если речь идет о сельскохозяйственной культуре, будет ли она тут достаточно продуктивна.
GISMETEO: Почему у листьев разные размеры и формы? — События
Размер листьев деревьев зависит от простой формулы: они вырастают настолько крупными, насколько позволяет доступная вода, но не такими большими, чтобы целое растение перегрелось.
© vvoe | shutterstock
Итак, вода нужна для роста.
А солнце? Листья собирают его лучи и путем фотосинтеза превращают их в пищу. Но если прямого солнечного света очень много, фотосинтетический двигатель начинает вращаться слишком быстро и рискует перегореть.
Итак, когда речь заходит о размере листьев, растения следуют простому алгоритму: вода для роста, солнечный свет для пищи. Где-то посередине удачный баланс, при котором лист вырастает нужного размера при его уникальном наборе условий окружающей среды.
Изучив 7 тысяч растений по всему миру, австралийский ученые нашли новую переменную в математике природы. Не только риск перегрева контролирует рост листьев, но также и ночной холод. «Вы складываете два этих ингредиента вместе риск замерзания и риск перегрева, и это помогает получить модель размеров листьев по всему миру», говорит Иэн Райт из Университета Маккуори в Сиднее (Австралия).
На самом деле растения намного больше боятся простудиться, чем получить слишком много солнечных лучей. А так как условия сильно различаются, также различается и размер листьев.
А вот в ответе на другой вопрос ученые уверены намного меньше почему листья выглядят так, как они выглядят, а не иначе? Почему листва ели отличается, скажем, от папоротника? Конечно, природа придумала весь этот калейдоскоп красок и узоров не просто для того, чтобы приводить людей в восхищение. Выяснилось, что ни солнце, ни холодный ночной воздух не указывают растениям, как «одеваться». Это, скорее, «семейное дело», прекрасно отлаженное и передающееся генетически. Форма листьев дерева реакция на его долговременную экологическую и эволюционную историю.
Фикус Бенджамина. © loflo69 | shutterstock
Исследование 2003 года ученых Университета Маккуори предполагает, что форма листа также имеет функциональное значение. Правильный лист должен идеально подходить для среды, окружающей растение. А для растения это дело жизни и смерти.
Углы листьев, например, играют роль в том, как улавливается солнечный свет. Острые углы снижают объем света, который может удержать лист.
Остроугольные листья могут отбрасывать тени сами на себя. Круглые листья, напротив, имеют «более высокую способность к захвату света и углерода». Есть несколько базовых правил по «дизайну» листьев. Лист должен быть достаточно открытым, чтобы уловить солнечный свет для процесса фотосинтеза. Также лист должен иметь такую форму, чтобы устьица поры могли впитывать достаточно углекислого газа, который будет питать процесс. И здесь размер играет ключевую роль. Подобно солнечным панелям, большие листья потребляют столько солнечного света, сколько могут. Маленькие листья остерегаются слишком большого объема солнечного света и стараются держаться как можно ближе друг к другу в холод.
© Olga Korneeva | shutterstock
Каждый вид старается сделать лист таким, чтобы он идеально подходил к окружающей его среде. Иначе растение ждет конец.
Исследование Департамента агрономии штата Айова использует фикус Бенджамина в качестве примера. Садоводы, которые продают декоративные растения часто получауют жалобы: «Я купил фикус Бенджамина, принес домой, и все его листья опали, до единого!» Их ответ прост: «Просто заботьтесь о нем.
Листья вырастут снова». И листья действительно возвращались только были другого размера, формы и плотности, чем прежде. Дело в том, что эти растения растят листья, которые идеально подходят к определенной ситуации, даже если эта ситуация переезд из гостиной в спальную.
Для выживания растение не может позволить себе быть неидеальным. Красота всего лишь побочный продукт функционального совершенства.
Объяснение урока: Графики ствола и листа | Nagwa
В этом объяснении мы узнаем, как использовать график «стебли и листья» для организации наборов данных.
Когда у вас есть набор данных, одним из первых шагов к их пониманию является попытка составить их представление. График «стебли и листья» — один из способов сделать это, он дает нам картину того, как часто различные значения внутри
происходит набор данных. Он называется диаграммой «стебли и листья», потому что каждое значение данных разбивается на
«стебель», который является первой цифрой или цифрами, и «лист», который является
последняя цифра или единицы.
Давайте рассмотрим пример.
Пример 1: График «стебель-лист» сюжет из данных: 14,42,21,33,36,27,29.
Ответ
Сначала нас просят написать основы сюжета в порядке возрастания, и для этого нам нужно будет записать сами данные в порядке возрастания. Четырнадцать — самое маленькое число, поэтому мы ставим это на первое место; 21 — второй по величине, поэтому мы ставим его вторым; и так далее: 14,21,27,29,33,36,42.
Судя по данным, все они двузначные. Поэтому мы будем использовать «десятки» цифры как стебли. Например, основа числа 14 — это 1, а основа числа 36 — это 3. Наши основы в порядке возрастания — это 1, 2, 3 и 4.
Если мы поместим их в вертикальный столбец, мы можем тогда начинаем рисовать нашу диаграмму стебля и листа.
Теперь на правой или «листовой» стороне графика мы можем заполнить листья. Например, для числа 14 стебель равен 1, а лист — 4, поэтому мы помещаем 4 справа.
Обратите внимание, что листья также расположены в порядке возрастания слева направо. Наш завершенный сюжет стебля и листа выглядит следующим образом.
Для этого набора данных, поскольку наименьшее значение равно 14, а наибольшее — 42, мы выбрали основы, которые могут охватывать все возможные значения от 10 до 49.
В следующем примере в качестве основы также используются «десятки». Но поскольку количество значений в наборе данных мало, при широком диапазоне значений это дает нам немного странное стеблево-листовой участок.
Пример 2. График «стебель-листья» для небольшого набора данных
Запишите основы в порядке возрастания графика «стебель-листья» для следующего набора данных: 67, 81, 74, 10 и 36. Затем завершите график стебля и листа.
Ответ
Чтобы записать основы, мы сначала располагаем сами данные в порядке возрастания, начиная с самой низкой
значение 10, так что у нас есть 10, 36, 67, 74 и 81.
Все данные представляют собой двузначные числа, поэтому мы будем использовать «десятки» в качестве основы. Следовательно, мы можем перечислить стебли в порядке 1, 3, 6, 7 и 8. Чтобы создать график «стебель-лист»,
мы перечисляем все возможные основы следующим образом.
Начиная со значения данных 10, ствол равен 1 (десятки), а лист равен 0 (единицы). Поэтому мы помещаем лист «0» рядом со стеблем «1» на нашей диаграмме. Это показано в «ключе» для этого сюжета.
Теперь мы можем завершить наш график стебля и листьев, заполнив оставшиеся листья таким же образом.
Этот график выглядит немного странно, потому что многие стебли не имеют листьев, а те,
только один лист. Но необходимо перечислить все возможные стебли в диапазоне
данные, чтобы получить полное представление о том, как выглядят данные. В этом случае, поскольку наш самый маленький
значение равно 10, а наше самое большое значение равно 81, мы выбрали основы, чтобы охватить все возможные
значения от 0 до 99.
Примечание
Если вы решаете задачу «стебель-лист», рекомендуется включить «ключ». показать, как образуются стебли и листья.
Теперь давайте рассмотрим немного более сложный пример.
Пример 3. Схема «стебель-листья»: жуки
Классу учащихся было предложено подсчитать и записать количество жуков, которые они смогли найти метров за 30 минут. Результаты были следующими:
- Запишите основы в порядке возрастания для графика «стебель-листья» для данных.
- Отображение данных в виде диаграммы «стебли и листья».
- Используйте диаграмму стебель-листья, чтобы узнать, сколько учеников считали жуков в своих дворах.
Ответ
Часть 1
Самый простой способ расположить основы в порядке возрастания — сначала найти наименьшее число, которое в данном случае равно 11. Затем мы вычеркиваем его в нашем списке значений данных:
и начинаем новый список с числа 11.
Следующее наименьшее число равно 12, поэтому вычеркиваем его и добавляем к новый список. Следующее число 13, поэтому сделайте то же самое с ним:
и наш новый упорядоченный список начинается следующим образом: 11,12,13,….
Продолжая до тех пор, пока не будет завершен новый список и не будут вычеркнуты все старые списки, теперь у нас есть данные в порядке возрастания: 11,12,13,14,14,15,16,17,18,19,21,22,23,25,27,31,31,34,35,42,53,72,77,91.
Все значения данных представляют собой двузначные числа, поэтому мы можем использовать «десятки» в качестве наши стволы. Перечислим стебли на нашем графике в порядке возрастания.
Обратите внимание, что поскольку наименьшее значение равно 11, а наибольшее — 91, мы используем стебли, которые могут
охватывают все возможные значения данных от 0 до 99. (Мы также могли бы использовать «1» в качестве первого стержня.)
11,12,13,14,14,15,16,17,18,19,21,22,23,25,27,31,31,34,35,42,53,72,77,91,
и, начиная слева, по одному укладываем листья в участок.
Так, например,
вводя данные в диапазоне от 11 до 22, мы имеем
И, наконец, мы завершаем график оставшимися данными.
Обратите внимание, что в этом наборе данных есть два экземпляра числа 14, и что оба они экземпляры представлены на графике ствола и листа. То же самое относится и к числу 31 здесь. Мы должны включить все данные в график.
Часть 3
Чтобы найти количество учеников на диаграмме «стебли и листья», мы подсчитываем количество листьев на заполненной диаграмме.
10 листьев связаны со стеблем 1, 5 листьев со стеблем 2, 4 листа со стеблем 3, 1 лист со стеблями 4 и 5, 2 листа со стеблем 7 и 1 со стеблем 9. Итак, всего, 10+5+4+1+1+2+1=24 листа, значит, жуков считали 24 ученика.
Это должно совпадать с количеством точек данных в нашем исходном наборе данных, что и есть!
Примечание
Всегда полезно подсчитать количество записей на диаграмме «стебель-листья» и сравнить
это с количеством точек в наборе данных, чтобы убедиться, что вы включили все данные и что
вы не по ошибке посчитали одно значение дважды.
Давайте посмотрим, как график «стебель-листья» можно использовать для иллюстрации данных в десятичной форме.
Пример 4: Участок «стебель-листья»: осадки
Измерялось месячное количество осадков (в дюймах) в Миннеаполисе, штат Миннесота, в течение одного года со следующими результатами.
| январь | 0,9 |
|---|---|
| февраль | 0,8 |
| Маршировать | 1,9 |
| апреля | 2,7 |
| Май | 3,4 |
| Июнь | 4,3 |
| Июль | 4 |
| Август | 4,3 |
| Сентябрь | 3. 1 |
| Октябрь | 2,4 |
| ноябрь | 1,8 |
| Декабрь | 1,2 |
Проиллюстрируйте данные об осадках в виде графика «стебли и листья».
Ответ
Во-первых, мы должны расположить данные в порядке возрастания от меньшего к большему. Упорядочивая данные, имеем 0,8,0,9,1.2,1.8,1.9,2.4,2.7,3.1,3.4,4.0,4.3,4.3.
Поскольку значения данных до двух значащих цифр и находятся в диапазоне от 0,8 до 4,3,
имеет смысл выбрать наши основы как 0, 1, 2, 3 и 4. Они охватывают единицы для каждого
число и все возможности для данных со значениями от 0,0 до 4,9. Так, например,
1.2 будет иметь шток «1». А если листья «десятые», то есть
числа после запятой, 1.2 будут иметь лист «2». Мы можем заполнить наш график стебля и листьев, используя упорядоченные данные, следующим образом.
Наш последний пример демонстрирует, как получить информацию из диаграмм стебель-листья и как они можно использовать для сравнения наборов данных.
Пример 5: Сравнение участков стебля и листьев
Было проведено обследование для сбора данных о количестве часов в месяц, что учащиеся в классе занимались тремя видами деятельности: (1) играли в компьютерные игры, (2) смотрели телевизор, и (3) заниматься спортом. Данные были помещены в три графика «стебель-листья», как показано ниже.
- Сколько учащихся играли в компьютерные игры более 60 часов в месяц?
- Каково было наибольшее и наименьшее количество часов, в течение которых студент занимался спортом?
- Сравнение диаграмм стебель-листья для компьютерных игр и просмотра телевизора, что можно сказать о количестве часов студенты потратили на эти два вида деятельности?
Ответ
Часть 1
Чтобы узнать, сколько студентов играли в компьютерные игры более
60 часов
в месяц, мы считаем
количество листьев рядом со стеблями, представляющими 60 и 70 в «компьютерных играх»
участка, то есть рядом с 6 и 7 стеблями.
(Рядом со стеблем для 80 нет листьев, поэтому здесь нечего считать.)
Рядом с 6 стеблем находятся 5 листьев, представляющих 62, 64, 64, 66 и 68 часов, и 7 листья рядом со стеблем 7, представляющие 70,72,… часов. Следовательно, количество учащихся, игравших в компьютерные игры более 60 часов в месяц это общее количество отпусков рядом с 6 и 7 стеблями, то есть 5+7=12.
Примечание
Были ли листья со значением 0 рядом со стеблем 6 (указывающее значение 60 часов), мы бы не считали эти так как мы ищем только студентов, которые играли больше, чем 60 часов в месяц.
Часть 2
Найти наибольшее и наименьшее количество часов студент занимался спортом, мы ищем наибольшее и наименьшее значения стебля с любым выходит рядом с ними на «спортивный» участок.
Наибольшее значение стебля с листом рядом с ним равно 5. Этот стебель относится к
возможные значения данных от 50 до 59.
Рядом с этим стеблем находится только один лист, что указывает на то, что только один ученик играл занятия спортом в течение 50 и более часов. Листок значение равно 0, и, поскольку оно находится рядом со стержнем «5», оно представляет 50 часов занятий спортом. Это наибольшее значение на графике, поэтому наибольшее количество часов в месяц студент занимались спортом было 50.
Аналогично, для наименьшего количества часов мы ищем основу с наименьшим значением, то есть основу «0». Есть два листья рядом с этой основой со значениями 0 и 4.
Основа 0 с листом, также равным 0, означает, что ученик, которого представляет эта точка данных, играл
0 часов спорта. Стебель 0 с
лист со значением 4 означает, что ученик, которого представляет эта точка данных, играл
4 часа занятий спортом в месяц. В мере
из них 0; следовательно, наименьшее количество часов в месяц
сыгранный любым студентом был 0; то есть был один студент, который вообще не занимался спортом.
Часть 3
Чтобы сравнить диаграммы стебля и листа, мы можем построить их вплотную друг к другу, как в диаграмма ниже. Это упрощает сравнение данных по двум видам деятельности. «компьютерные игры» и «просмотр телевизора».
Диаграмма показывает, что количество часов траты студентов на просмотр телевизора почти полностью противоположны количеству часов, проведенных за компьютером игры. Студенты проводили гораздо больше времени за компьютерными играми, чем за просмотром телевизора.
В частности, мы можем сказать, что очень немногие студенты играли в компьютерные игры менее чем за 30 часов в месяц, и огромное большинство играло более 50 часов в месяц. Мы также можем сказать, что большинство студентов смотрели телевизор менее 30 часов в месяц, хотя один Студент смотрел телевизор 72 часа в месяц!
Давайте обобщим то, что мы узнали о том, как использовать график «стебель-листья» для организации наборов данных.
Ключевые моменты
- Список данных в порядке возрастания размера.
- Определите форму стеблей. Например, для двузначного числа, стебли могут быть «десятками».
- Поместите стебли в вертикальный столбец и отделите их от листья с вертикальной линией.
- Используя упорядоченный список данных, определите значение листа для каждого элемент данных (например, в двузначном числе лист будет единицей), и поместите лист в ряду напротив связанного стебля. Продолжайте до тех пор, пока все данные не будут иметь лист в таблице.
Помните: вы можете узнать количество элементов в наборе данных, представленном в стеблево-листовой участок путем подсчета количества листьев на участке.
Кровеносные сосуды, артерии, капилляры, вены, полые вены, центральные вены
КРОВЕННЫЕ СОСУДЫ; Кровеносный сосуд – это трубка, по которой течет кровь. Капилляры настолько малы, что их можно увидеть только под микроскопом. Стенки капилляров проницаемы для кислорода и углекислого газа. Кислород движется из капилляра к клеткам тканей и органов. Углекислый газ перемещается из клеток в капилляры. Кровь выходит из капилляра и поступает в мелкие венулы. Эти венулы становятся все более крупными сосудами, называемыми венами. Полая вена — это две самые крупные вены, несущие кровь в правую верхнюю камеру сердца (правое предсердие). Верхняя полая вена несет кровь от головного мозга и рук в верхушку правого предсердия. Нижняя полая вена несет кровь от ног и брюшной полости в дно правого предсердия. Полые вены также называют «центральными венами». Центральные венозные катетеры вводят кончиком в верхнюю часть нижней полой вены или близко к ней. Кровь перекачивается из правых отделов сердца в кровеносные сосуды легких. Когда кровь поступает в мелкие капилляры легких (называемые легочными капиллярами), в кровь поступает свежий кислород и удаляется углекислый газ. Это называется « газообмен » или « дыхание ». Поскольку это обмен газов между атмосферой и кровотоком, его еще называют « Наружное дыхание «. Когда свеженасыщенная кислородом кровь достигает капилляров тканей, кислород перемещается из крови в ткани, а углекислый газ перемещается из тканей в кровь. Этот газообмен, происходящий между кровью и клетками тканей и органов, называется «внутреннее дыхание ». Кровеносные сосуды имеют мышечный слой, способный расслабляться или сокращаться. Когда нам нужно повысить кровяное давление, мышечный слой сокращается и уменьшает диаметр кровеносных сосудов. это называется «вазоконстрикция». Когда мышечный слой кровеносного сосуда расслабляется, диаметр кровеносного сосуда увеличивается. Препараты, вызывающие изменение диаметра кровеносных сосудов, называются вазоактивными препаратами. Лекарства, вызывающие сужение кровеносных сосудов, используются для лечения низкого кровяного давления и называются сосудосуживающими средствами . Лекарства, которые расслабляют кровеносные сосуды и заставляют их расслабляться, используются для лечения высокого кровяного давления. Их зовут сосудорасширяющие средства. |
Изображение 1: Кровеносные сосуды. Артерии (красные) несут богатую кислородом кровь от левой половины сердца к тканям и органам. После того, как кислород покидает кровь и перемещается в ткани, уровень кислорода в крови становится низким. Вены (обозначены синим цветом) несут кровь с низким содержанием кислорода обратно в правую часть сердца. Кровь из вен перекачивается из правых отделов сердца через кровеносные сосуды легких, где происходит захват нового кислорода. |
Богатая кислородом кровь покидает левую половину сердца и поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии, которые в конечном итоге разветвляются на более мелкие артериолы. Артериолы переносят кровь и кислород в мельчайшие кровеносные сосуды – капилляры.
Это называется «расширением сосудов». Расширение сосудов снижает кровяное давление.