为什么几乎所有树木的树干都是圆柱形而不是方形的?
其实,这是根据圆柱形有着有利于输送的原理而形成的,树木为了更好的适应大自然的环境,而逐渐的将树干演变成圆柱形。
我们知道,圆形是效率很高的一种形状,也就是说,在相同大小材料的情况下,圆面积是所有形状的面积中很大的。由于树干的主要作用之一是承上启下,为植物体各个部分输送水分和养料,而圆形的树干恰恰可以利用很少的材料达到很大的输送效率。其实,不仅圆形的树干如此,我们生活中常见的圆形水管、煤气管等,也都是为了达到用材少、流量大的目的。圆柱形不仅有输送效率的优势,还有支持作用的优势。可以想象,植株的地面部分有硕大的树冠,如果到了秋天,上面还要结满累累的果实,需要特别强有力的树干支撑,才能保证树木屹立不倒,而圆柱形树干的优势就是具有强大的支撑力。
除此以外,树干呈圆柱形还会为植物体带来更大的安全和保护。我们知道,树木的营养物质是通过树皮内的皮层输送到躯体各部,如果皮层中断,必将导致树木死亡。我们常见的树木,通常是多年生乔木,在它们漫长的生命历程中,经常要遭受很多外来的伤害,特别是自然灾害的袭击。在严峻的自然环境中,如果树干呈方形、三角形、扁形或带有棱角等形状,会更容易受到外界的冲击伤害。而圆形的树干则不同,狂风卷着尘沙杂物,无论从哪个方向来,都容易沿着圆面的切线方向掠过,大大减少了受伤害程度。
总而言之,世界上所有的生物为了生存,总是朝着对环境很有适应性的方面发展的,其形态特征往往是对自然环境适应的反映,圆柱形的树干也是如此。
植物的茎杆为什么是圆柱形的
自然界中的植物种类繁多,大小、颜色、形态各异,它们的叶子、花、果实和种子的形状也千变万化。但是,如果我们仔细观察,可以发现它们有一个共同点,我们看到的植物,不论直着长还是弯着长的,不管是高的还是矮的,几乎所有植物的茎杆都是圆柱形的。这是为什么呢?
世界上所有的生物为了生存,总是朝着对环境更具适应性的方面发展,植物也是如此,茎杆长成圆柱形就是自身生长繁衍的需要,其益处多多。
首先,几何学知识告诉我们,表面积相同的情况下,圆柱体的体积很大。植物的茎担负着运输、储藏养料和水分的两大重任,不管是运输,还是作为储藏的仓库,都得需要空间。如果有同样数量的材料,希望做成容积很大的东西,显然,圆形是很合适的形状了。因此圆形茎杆的细胞数量、导管和筛管的分布数量要比其他形状的多的多,这样,圆形茎杆输送水分和养料的能力就更大,以及储藏一些光合作用的产物的容量也更大,更有利于树木的生长。几何学的知识还告诉我们,如果体积相同,那么圆柱体的表面积很小。所以,圆形的茎杆表面积很小。而露在外面的越少,受病、虫危害的机会也就越少了。
其次,由于圆柱形的容积很大,使圆柱形茎杆具有很大的支持力。一棵大树,有庞大的树冠,要靠一根主干支撑,一些果树还要挂上成千上万的果实,水稻和小麦细长的茎秆要支撑起沉甸甸的穗子,这么大的重量,必须有强有力的茎杆来支撑。所以树木往往要生长到一定时候才开始结*一次果实,在这一段漫长的时间里,它们主要的任务是建造自己的躯体,这需要耗费大量的养分,如果不是采用消耗材料很省而功能很大的结构,就会造成浪费,使结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也拉长了,这对树木来说是不利的。
再次,对于植物特别是高大的树木来说,圆柱形结构的茎杆对防止外来伤害也有许多好处。植物茎杆如果是正方形、或是长方形、或是圆以外的其他形状,那么,它们必定存在着棱角和平面。而棱角很容易碰伤和被动物啃掉的,平面又容易摩擦。植物的皮层是输送水分和营养物质的通道。皮层一旦损伤而中断,就会死亡。好在树干是圆柱形的,就是损伤,也是局部,其他部位皮层,照样可以输送水分和营养,供其生长。
另外,圆柱形植物茎杆可以很好地防止风暴的袭击。乔木、灌木和部分草本植物等都属于多年生植物,它的一生难免要遭受风暴等自然灾害的袭击。随着大气环流以及其它气象条件的变化,风的方向在一年四季中也是不断改变的。圆柱形的茎杆遇到任何方向吹来的大风,都容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的只是较小一部分。如果茎杆是正方形、长方形等形状等其他形状,受风力袭击就会大大增加,植物就会被风吹歪、刮倒、刮断而死亡。因此植物茎杆长成圆柱形是很适宜的。
树木都是圆柱型的枝干,为何不是其他形状的呢?
树木都是圆柱型的枝干是因为在相同周长的情况下,圆的面积比其他任何形状都大,植物可以在相同的树皮上装下更多树干。自然界中的植物一般都是接近圆柱形的,很少有标准的圆柱形。圆柱形的树干是植物随着时间的推移适应自然的进化结果。根据几何学,同等形状的圆比任何其他形状的圆有更多的面积。树干中的导管和筛管的数量,圆形比非圆形多。
因此,圆形干运水和养分的能力大,有利于树木的生长。同时,圆柱体的容量也很大,它的支撑力也很大。为了支撑一个大树冠,数百个果实必须有强大的树干,所以圆柱形树干是很好的。此外,圆柱形的树干还可以防止外来的破坏,所以圆柱形是很理想的状态。
众所周知,自然界中的树木为了生存和生长,不断地从土壤中吸取水分和养分,通过树干中的管子和筛子把它们输送到每个枝叶。与其他形状相比,圆形的树干提供了很高的运输效率。换句话说,圆形的树干和树枝比其他形状的管子和筛子数量更多,因此它们运输水和养分的能力更强,这自然更有利于树木生长。另一方面,周长比其他形状短,圆柱体的表面积也小。我们很容易接触到日常生活中常见的水管、煤气管就是对这种自然现象的模仿,管道采用圆形截面可以达到用料少、流量大的目的。
圆柱形的树干不仅有利于自身的生长,也有利于自身的承载能力。我们生活中常见的树木,在地面以上的部分树冠很大,甚至上面会挂满果实,如采摘季节的榴莲树上抱着几十个、几百个大榴莲。这些都需要树干的有力支撑,以保证树在自身的重量下站立。
为什么绝大多数植物的根和茎的横截面是圆形的?
绝大多数植物的根和茎的横截面是圆形的,这是因为:1.圆柱体的抗折断的能力比较强,由于圆弧形减缓了迎面吹来的大风的压力,它可以迎接从各个方向吹来的大风.2.园的中心向周围的距离都差不多.便于更快地输送养分.
树为什么大部分是圆柱形的呢?
树干为什么大都是圆柱形的,而且还是直的呢?几何学告诉我们,圆的面积比其他任何形状的面积要大,因此,如果有同样数量的材料,希望做成容积很大的东西,显然圆形是很合适的形状了。
其次,圆柱形有很大的支持力。树木高大的树冠的重量,全靠一根主干支撑,有些丰产的果树结果时,树上要挂上成百上千斤的果实,如果强有力的树杆的支撑,哪能吃得消呢!
树木结果的年龄往往比较迟,有些果树,如核桃、银杏等常需要生长10多年,甚至几十年才开始结*一次果实。在这一段漫长的时间里,主要的任务首先是建造自己的躯体,这需要耗费大量的养分,如果不是采用消耗材料很省而功能很大的结构,就会造成浪费,结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也拉长了,对树木来说是不利的。
再说,圆柱形结构的树干对防止外来伤害也有许多好处。树干如果是正方形,或是长方形,或是圆以外的其他形状,那么,它们必定存在着棱角和平面。有棱角的存在是很容易被动物啃掉的,也极容易摩擦碰伤。
一切生物的外形特点总是朝着对环境很有适应性的方向发展,圆柱形树干也是树木对环境适应的结果。
森林里的树木大都只有树梢一段有树枝和树叶,这是森林的自然环境造成的。如果让它享有充分的阳光,有足够发展的空间,它就绝不会是那样的了。
原来,树木的生长首先必须依靠阳光。许多树木挤在一起生长时,得到阳光的机会,自然比单独生长的树木少。但是生存是一切生物的*一要求,于是树木都争先恐后地向上长,都想多得一些阳光。然而在一定面积上,阳光给予的能量是有限的,就使得树木不得不改变它的生长状况,以适应自然环境。
在大量树木密密匝匝地挤在一起的森林里,大量的枝叶既影响通风,又遮挡了树木所需要的阳光,在消耗了枝叶本身的养料以后,枝叶就自然而然地枯死了,掉落了。这种现象叫作森林的自然整枝。可是树顶部分的枝叶,在同其他树木进行竞争以后,均匀地长到相差不多的高度。在那样的高处,有着充足的阳光照射,根部又源源不断地送来水分与无机盐,使它制造着整棵树所需要的养料,因此这一部分枝叶生命力强,长得很好。
小知识大视野
圆柱形的树干能防止外来的伤害,无论风吹雨打,都容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的只是较小一部分。在日常生活中,人们把输送煤气的煤气管,输送自来水的水管,都做成圆管状,这更能证明圆柱形的优势。
植物的茎,为什么是圆柱形?
植物茎的横截面呈圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,能经受住风的袭击。同时,受风力的影响,植物茎各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,植物茎承受的阻力大小相似,植物茎不易受到破坏。
还有,植物的茎比较柔软,可以随风摇动,不容易折断。
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