天目山部分藤本植物韧性初探 李嘉睿,朱司宇,李钟翰,张一帆 (复旦大学生命科学学院,上海200433) 摘要:藤本植物的茎与乔木、灌木等脆硬的茎有很大差别,它一般比较柔韧,故能够在比较大的范围内 弯曲和承受较大的横向的外力。不同的藤本植物其韧性不尽相同,这是由其独特的结构特点决定的,又受 到其他因素的影响。研究藤本藤本植物的茎的这一物理性质与其结构特点的联系,在生物学和仿生学上都 有非常重要的意义。我们利用天目山丰富的植物资源条件,采集了8个科的11种藤本植物的样本,在尽量 保持其生活状态的短时间内,对其韧性进行了定量测定,在有限的实验条件和时间下,获得了尽可能精确 的数据。再通过制作该样本的茎的横切片,观察其结构,对其结构与韧性的联系做了初步的分析,同时对 影响韧性的其他因素也进行了讨论 关镜词:藤本植物:茎:韧性:结构 茎是植物提地上部分联系根和叶的营养器官,其主要功能是输导作用和支持作用。根据茎的 生长方向和木质化程度,可以把茎分成直立茎、攀援茎、缠绕茎、匍匐茎。具有攀援茎和缠 绕茎的植物,叫做藤本植物。藤本植物有木本的,如葡萄和紫藤,也有草本的,如豆类和瓜 类 自然界中,在进化上比较高级的各种植物的茎与环境相适应,形成了自己独特的结构 有的高大粗壮,有的纤细柔嫩。但它都在以自己的方式,在千变万化的环境中支撑起自己的 片生存的空间。植物的茎一般成柱状,故其承受轴向拉力的能力,比其承受横向拉力的能 力(在本文中,将它简称为韧性)强的多,所以它们更易被折断,而不易被拉断。在自然界 中,植物的茎经常要承受横向外力的作用,所以其韧性对维持其个体的生存十分重要。在狂 风暴雨中,一些直立植物的茎折断了,而一些藤本植物的茎虽然被弯曲,却安然无恙。这其 中部分原因,就是藤本植物一般比较柔韧。但是不同植物的韧性具有很大差异,这是由它们 的结构不同引起的,当然同一株植物的韧性也会受到直径大小,生活状态,年龄的影响。所 以我们在天目山有利的自然资源条件下,采集了一些藤本植物作为样本,对其茎的韧性进行 测定了。为了在有限的时间和实验条件下扩大测定范围,我们选取8个科的11种藤本植物 进行了关于韧性的定量测定。在实验条件限制、无精密仪器的条件下,在实验设计上尽量利 用现有条件减小误差,获得了样本植物单位直径的横向最大承受力,并在不同种间进行了比 较。我们发现不同样本的韧性存在显著差异,并结合其茎的横切片,对其原因进行初步的探 1材料及方法 1.1材料 植物:报春花科一一过路黄夹竹桃科一—络石 五加科—一中华常春藤 豆科一—野大豆 薯蓣科一一薯蓣 毛茛科一一大花威灵仙 葡萄科一一爬山虎、乌蔹莓 葫芦科—一栝楼、王瓜、南赤爬 (植物样本图和切片图见附录) 工具:直尺、细线、沙石、天平、剪刀、塑料袋 1.2方法天目山部分藤本植物韧性初探 李嘉睿，朱司宇，李钟翰，张一帆 （复旦大学 生命科学学院，上海 200433） 摘 要：藤本植物的茎与乔木、灌木等脆硬的茎有很大差别，它一般比较柔韧，故能够在比较大的范围内 弯曲和承受较大的横向的外力。不同的藤本植物其韧性不尽相同，这是由其独特的结构特点决定的，又受 到其他因素的影响。研究藤本藤本植物的茎的这一物理性质与其结构特点的联系，在生物学和仿生学上都 有非常重要的意义。我们利用天目山丰富的植物资源条件，采集了 8 个科的 11 种藤本植物的样本，在尽量 保持其生活状态的短时间内，对其韧性进行了定量测定，在有限的实验条件和时间下，获得了尽可能精确 的数据。再通过制作该样本的茎的横切片，观察其结构，对其结构与韧性的联系做了初步的分析，同时对 影响韧性的其他因素也进行了讨论。 关键词：藤本植物；茎； 韧性；结构 茎是植物提地上部分联系根和叶的营养器官，其主要功能是输导作用和支持作用。根据茎的 生长方向和木质化程度，可以把茎分成直立茎、攀援茎、缠绕茎、匍匐茎。具有攀援茎和缠 绕茎的植物，叫做藤本植物。藤本植物有木本的，如葡萄和紫藤，也有草本的，如豆类和瓜 类[1]。 自然界中，在进化上比较高级的各种植物的茎与环境相适应，形成了自己独特的结构， 有的高大粗壮，有的纤细柔嫩。但它都在以自己的方式，在千变万化的环境中支撑起自己的 一片生存的空间。植物的茎一般成柱状，故其承受轴向拉力的能力，比其承受横向拉力的能 力（在本文中，将它简称为韧性）强的多，所以它们更易被折断，而不易被拉断。在自然界 中，植物的茎经常要承受横向外力的作用，所以其韧性对维持其个体的生存十分重要。在狂 风暴雨中，一些直立植物的茎折断了，而一些藤本植物的茎虽然被弯曲，却安然无恙。这其 中部分原因，就是藤本植物一般比较柔韧。但是不同植物的韧性具有很大差异，这是由它们 的结构不同引起的，当然同一株植物的韧性也会受到直径大小，生活状态，年龄的影响。所 以我们在天目山有利的自然资源条件下，采集了一些藤本植物作为样本，对其茎的韧性进行 测定了。为了在有限的时间和实验条件下扩大测定范围，我们选取 8 个科的 11 种藤本植物 进行了关于韧性的定量测定。在实验条件限制、无精密仪器的条件下，在实验设计上尽量利 用现有条件减小误差，获得了样本植物单位直径的横向最大承受力，并在不同种间进行了比 较。我们发现不同样本的韧性存在显著差异，并结合其茎的横切片，对其原因进行初步的探 讨。 1 材料及方法 1.1 材料： 植物：报春花科——过路黄 夹竹桃科——络石 五加科——中华常春藤 豆科——野大豆 薯蓣科——薯蓣 毛茛科——大花威灵仙 葡萄科——爬山虎、乌蔹莓 葫芦科——栝楼、王瓜、南赤瓟 （植物样本图和切片图见附录） 工具：直尺、细线、沙石、天平、剪刀、塑料袋 1.2 方法：