樹葉形狀暗藏玄機！科學家揭開落葉快速墜落的演化秘密

大自然總是以令人驚嘆的方式，讓樹木能夠有效地傳播種子。從用美味果實吸引動物幫忙散播，到利用種莢爆裂或風力傳送，每種方式都展現出巧妙的生存智慧。

英國林地信託基金會解釋道：「樺樹不僅靠風力授粉，還利用氣流傳播種子。它們會產生大量帶翼的細小種子，稱為翅果，能夠在空中飄浮滑翔。而柳樹則會釋放帶絨毛的種子，像降落傘般乘風飛翔。」

「梣樹、栓皮槭和鵝耳櫪的種子則更特別，它們的翅膀設計能產生升力。這些『直升機種子』在下落時會旋轉，形成一種稱為自轉飛行的特殊運動方式。」

落葉喬木每年都會掉落約40%的同化碳和大量養分。但這些資源並非永遠消失，只要落葉在母樹附近分解，就能被重新吸收利用。

丹麥科技大學物理系的Matthew D. Biviano和Kaare H. Jensen在新研究中指出：「從演化角度來看，樹木可能會最佳化葉片形狀，讓養分能夠在附近回收，改善區域性土壤條件。」

研究團隊使用「自動沉降裝置」，每天進行100次仿生紙葉的自由落體實驗。他們將葉片放入水中，仔細觀察其下降過程。結果發現，大多數葉片都快速下沉，這對養分回收至關重要。

「在25種代表性葉片中，多數沉降速度與我們的對照組（圓形薄片）相似。值得注意的是，阿拉伯芥突變體as1的下落速度比野生型慢了15%。當我們將這種數位突變應用在落葉樹葉上時，也觀察到類似的減速現象。」

研究資料支援「快速落葉假說」：落葉之所以對稱且少分裂，部分原因是這樣能最大化其沉降速度，從而保留更多養分。不對稱葉片由於旋轉下落，速度會明顯減慢。

團隊強調：「我們認為落葉形狀的對稱性是由快速下落的演化需求所驅動。這反過來促進了透過土壤的區域性養分迴圈，從而提升樹木及其後代的適應能力。」

雖然這項發現極具說服力，但研究人員也提醒，影響葉形的因素很多，養分迴圈可能只是其中之一。他們特別指出，氣候變遷已證實會顯著改變葉片形狀和對稱性，這可能進一步影響樹木的養分回收效率。

這項突破性研究已發表於《皇家學會介面期刊》。