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树木高度与叶子大小
所有的种子植物都可以分成被子植物和裸子植物。这两类植物的共同特征是都具有种子这一构造，但被子植物的种子都有一层果皮保护，因此相比裸子植物，它们更能适应各种各样的生存环境。
我们身边处处都能见到被子植物的影子，苹果、石榴、小麦、水稻、玫瑰、茉莉……它们全是“被子”家族中的成员。现在为人们所知的被子植物有超过20万种，几乎占了所有植物种类的一半，而且它们也长得形态各异，有百米多高的树中巨人杏仁桉，也有微如尘粒的小不点无根萍。
本来，这些植物都各有各的特点，但是生物学家却在研究这些植物时，发现了一个有趣的规律——“矮个子”被子植物的树叶尺寸各异，且长度相差甚远；而“超高个子”的被子植物，它们的树叶长度却都局限在一个很小的范围内。
科学家们对1900多种被子植物进行观察分析，发现那些高度在30米以下的植物，其树叶长度的变化空间非常大，比如我国常见的大叶榆，属于落叶乔木的一种，高约25米，树叶的长度大多只有3～4厘米。而高度只有70厘米左右的春兰，叶子长度则有35～80厘米不等。然而随着植物高度的增加，其叶长的范围也在逐渐缩小，那些被子植物中最高大的种类，比如桉树等，其树叶长度则大都在10～20厘米之间。
被限制的营养运输系统
到底是什么原因导致了树叶长短的差异呢？树叶的长度和树木的“身高”是否有关系呢？哈佛大学的生物物理学家詹森教授和他的同事们给我们展示了一个并不复杂的答案。
众所周知，植物的体内大多有两大“运输系统”：一是自下而上运输水和无机盐的导管，二是自上而下运输有机物（即树液，主要是糖分）的筛管。筛管在植物的根、茎、叶中都有分布，而且是彼此相通的，而植物体内糖分的新陈代谢也是通过筛管完成的。这就是说，树干的营养是从树叶里通过筛管流到树干里的。
科学家们在实验室中使用一对相互连通的柱形管人工模拟出植物体内的筛管系统：一根柱形管模拟树叶上短小的筛管，另一根柱形管则模拟树干上长长的筛管。光合作用生成的树液会扩散进入叶子上的筛管，然后向下流进树干中的筛管。研究人员发现，树叶上的筛管越长，树叶的表面积越大，渗透进筛管中的树液越多；而树干中的筛管越长，则会对树液的流动造成越大的阻碍。
对于矮小的植物来说，树干中筛管的长度比较短，树液流下时受到的阻力也要小得多，因此所能接受的树液量也就大得多，所以矮小植物的叶子可以又长又大。相反，对于高大的树木来说，一旦叶子的长度超过一定数值，比如30厘米，它吸收的超过需求量的树液将完全被树干中长长的筛管排斥，相当于做了“无用功”。这样，高大的树木完全没必要长出大叶子，长出来也是浪费。
那么是不是“身材”高大的树木，其叶子就越短越好呢？当然也并非如此。植物的正常生长是需要相当多的糖分和其他有机物进行代谢的，如果叶子长度过小，分布在其上的筛管自然也就会很短，那么它吸收树液的速度就跟不上树液运输的速度，这样一来，这棵树的营养供应就跟不上了。
我们不难看出，树干的高度和树叶的大小共同对树液的运输起到作用，而植物的生长也必须同时接受这两种限制。当树木长到100米以上时，由于树干中筛管过长，导致其对树液流动的阻力极大，这就要求树叶必须减小长度，以降低树液的摄入量。但是这么高大的树木，需要的“营养”却是很多的，一旦树叶长度过小，就不能吸收足够的树液来提供植物生长所必须的糖分等营养。因此，100多米的高大树木，其树叶长度大都在10～20厘米之间。而且，地球上最高的植物也只有150多米，再高的话，其营养就无法供应上了。那种能够直耸入云的“参天大树”，也只能存在于童话或者玄幻小说当中了。
所有的种子植物都可以分成被子植物和裸子植物。这两类植物的共同特征是都具有种子这一构造，但被子植物的种子都有一层果皮保护，因此相比裸子植物，它们更能适应各种各样的生存环境。
我们身边处处都能见到被子植物的影子，苹果、石榴、小麦、水稻、玫瑰、茉莉……它们全是“被子”家族中的成员。现在为人们所知的被子植物有超过20万种，几乎占了所有植物种类的一半，而且它们也长得形态各异，有百米多高的树中巨人杏仁桉，也有微如尘粒的小不点无根萍。
本来，这些植物都各有各的特点，但是生物学家却在研究这些植物时，发现了一个有趣的规律——“矮个子”被子植物的树叶尺寸各异，且长度相差甚远；而“超高个子”的被子植物，它们的树叶长度却都局限在一个很小的范围内。
科学家们对1900多种被子植物进行观察分析，发现那些高度在30米以下的植物，其树叶长度的变化空间非常大，比如我国常见的大叶榆，属于落叶乔木的一种，高约25米，树叶的长度大多只有3～4厘米。而高度只有70厘米左右的春兰，叶子长度则有35～80厘米不等。然而随着植物高度的增加，其叶长的范围也在逐渐缩小，那些被子植物中最高大的种类，比如桉树等，其树叶长度则大都在10～20厘米之间。
被限制的营养运输系统
到底是什么原因导致了树叶长短的差异呢？树叶的长度和树木的“身高”是否有关系呢？哈佛大学的生物物理学家詹森教授和他的同事们给我们展示了一个并不复杂的答案。
众所周知，植物的体内大多有两大“运输系统”：一是自下而上运输水和无机盐的导管，二是自上而下运输有机物（即树液，主要是糖分）的筛管。筛管在植物的根、茎、叶中都有分布，而且是彼此相通的，而植物体内糖分的新陈代谢也是通过筛管完成的。这就是说，树干的营养是从树叶里通过筛管流到树干里的。
科学家们在实验室中使用一对相互连通的柱形管人工模拟出植物体内的筛管系统：一根柱形管模拟树叶上短小的筛管，另一根柱形管则模拟树干上长长的筛管。光合作用生成的树液会扩散进入叶子上的筛管，然后向下流进树干中的筛管。研究人员发现，树叶上的筛管越长，树叶的表面积越大，渗透进筛管中的树液越多；而树干中的筛管越长，则会对树液的流动造成越大的阻碍。
对于矮小的植物来说，树干中筛管的长度比较短，树液流下时受到的阻力也要小得多，因此所能接受的树液量也就大得多，所以矮小植物的叶子可以又长又大。相反，对于高大的树木来说，一旦叶子的长度超过一定数值，比如30厘米，它吸收的超过需求量的树液将完全被树干中长长的筛管排斥，相当于做了“无用功”。这样，高大的树木完全没必要长出大叶子，长出来也是浪费。
那么是不是“身材”高大的树木，其叶子就越短越好呢？当然也并非如此。植物的正常生长是需要相当多的糖分和其他有机物进行代谢的，如果叶子长度过小，分布在其上的筛管自然也就会很短，那么它吸收树液的速度就跟不上树液运输的速度，这样一来，这棵树的营养供应就跟不上了。
我们不难看出，树干的高度和树叶的大小共同对树液的运输起到作用，而植物的生长也必须同时接受这两种限制。当树木长到100米以上时，由于树干中筛管过长，导致其对树液流动的阻力极大，这就要求树叶必须减小长度，以降低树液的摄入量。但是这么高大的树木，需要的“营养”却是很多的，一旦树叶长度过小，就不能吸收足够的树液来提供植物生长所必须的糖分等营养。因此，100多米的高大树木，其树叶长度大都在10～20厘米之间。而且，地球上最高的植物也只有150多米，再高的话，其营养就无法供应上了。那种能够直耸入云的“参天大树”，也只能存在于童话或者玄幻小说当中了。