生物的组织、构造与气候的关系
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发布时间：2022-10-08 16:44
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热心网友
时间：2023-11-13 11:54
气候对生物的体型和外部构造产生重要影响。在寒冷的气候中，许多动物会长出厚毛皮或羽毛来保暖。这些毛皮或羽毛可以形成一层隔热层，防止身体失去热量。相反，在炎热的气候中，动物可能会拥有较少的毛发以便散热。例如，北极熊和企鹅都具有浓密的毛皮来保护自己免受寒冷的天气侵害。
气候条件也对生物的器官和系统产生影响。在干旱地区，植物会发展出深入地下水源的根系以获取水分。这样的根系有助于植物在干旱条件下存活并进行水分吸收。类似地，在湿润地区，一些植物可能会具有大型叶子表面积，以便更有效地吸收阳光和水分。
气候对生物的行为和生活方式也有着重要影响。例如，在极寒地区，一些动物会冬眠来度过严寒的冬季。它们会减缓新陈代谢并降低体温，以节省能量。而在干燥地区，一些动物会躲进洞穴或地下来避暑。
生物的组织、构造与气候之间存在着密切的关系。气候条件可以塑造生物的外部形态和内部结构，使其适应特定的环境。这种适应性有助于生物在不同气候条件下生存和繁衍。因此，我们可以说生物的组织、构造与气候之间是相互关联、相互作用的。
热心网友
时间：2023-11-13 11:55
1.叶片形态分析——叶相学（Foliar Physiognomy）
自从1915年Bailey和Shmott提出植物的叶缘类型和气候之间存在着一定的联系以来，许多植物学家、古植物学家都指出植物的叶相特征和气候条件的关系是非常密切的。主要包括下列几方面：①叶级（叶片面积的大小）；②叶缘；③滴水尖的有无；④叶型；⑤主要叶脉类型；⑥叶脉的密度，⑦叶片质地；⑧叶基形态等各方面的特征。下面对几个重要的方面叙述如下：
叶级 叶片大小可分六级：鳞叶（1eptophyll，＜ 25mm2）、微叶（nanophyll，25～225mm2）、小叶（microphyll，225～2025mm2）、中叶（mesophyll，2025～18225mm2）、大叶（macro⁃phyll，18225～164025mm2），巨叶（megaphyll，＞164025mm2）。Raunkiar（1934）首次讨论了叶的大小与气候的关系，他强调了降水量对叶子大小的影响。当降水量减小时，叶的大小也随之减小，在热带低地，具有大叶的植物的百分比达到最大值，而在较干旱的环境中则叶面积减小。Dilcher（1973）指出叶子大小还与温度有关，一般来说，随着纬度的增高，具大型叶的种比例逐渐减少，而具小型叶的种比例逐渐增高（表7-2）。
叶缘 叶缘是用于古气候分析的一个十分重要的特征。通过对一个植物群中具全缘叶种的统计，我们不仅可以推测它所处的气候类型，还可以近似地求得当年的年均温和年较差。在气候的指示方面，Wolfe（1979）指出，在热带雨林中具全缘叶的种所占比例大于或等于75%，在副热带雨带地地区，为57%～75%，在*带雨林地区为40%～50%，温带雨林则为10%～35%。一般来说，随着年均温的增加，具全缘叶的种所占比例也增加；而随着年较差的增大，具全缘叶的种所占比例反而减少（图7-6）。
表7-2 现代植被的叶级谱
图7-6 现代植被中全缘叶的种数百分比与年均温和年较差的关系
叶脉密度、形式 叶脉密度是指单位面积叶脉的数量，不同种叶脉密度随环境条件的不同而变化。总的来说，热带雨林中叶脉的密度较小，网眼较小，分叉的盲脉较少；在温带的情况相反，叶脉密度较大，网眼较大，分叉的盲脉较多。
滴水尖 是植物对降雨量非常大的一种适应，是热带雨林植物的显著特点之一，因为有了滴水尖，由于水的表面张力作用，可以把叶面上的水迅速的排放掉，不致使叶子因水渍而腐烂。所以在热带雨林带以外，具滴水尖叶子的植物是很少的。Schwarzbach（1963）记述，巴拿马低地（热带）具有滴水尖叶子的植物占整个植物群的76%，而在温带它仅占9%。
其他叶相特征 单叶和复叶，羽状脉和掌状脉的相对比例在热带和温带植被中也有一定的区别。复叶和羽状脉在热带较常见，而单叶和掌状脉在温带地区所占比例往往较高。叶子其他特征，如叶片质地、气孔、表皮毛等也能指示气候，旱生植物的叶子有时变成针形或鳞片状，表面常形成角质层或蜡层，气孔不发育或深陷，有些茎叶上发育有稠密毛层；另一些旱生植物叶子则发生肉质化，成为贮水组织。湿生植物的叶子大而薄，光滑，角质层薄。中生植物的叶扁平、宽阔，角质层发育微弱，没有浓密的毛层，气孔主要在叶的下表面。
近年来，国内外广泛应用叶相分析的方法利用植物大化石来定量分析（LMA，CLAMP）新生代以来的各种气候因子。
2.植物的年轮与气候——树木气候学（Dendroclimatology）
年轮是树木横切面上呈现的许多同心环，是次生木质部结构的特征之一。形成层的活动受季节影响，一年中气候条件不同，形成层活动有盛有衰，所以形成的细胞有大有小，细胞壁有厚有薄，排列有紧有疏，这样不同季节所形成的次生木质部，无论形态和结构都有着差异，因而出现年轮。年轮每一环包括一个早材和一个晚材，代表一年中所形成的木质部。早材是在每年生长季节早期所形成的次生木质部，由于气候逐渐寒冷，形成层活动减弱，以至于停止，所形成的细胞较少而壁厚，材质显得紧密。由于气候变化是逐渐进行的，本年内早材与晚材之间无截然界线，但今年的晚材与来年的早材界线却是分明的，这个界线即为年轮线。它表明树木每年生长交替的转折点，即形成层由休眠转为活动的转折点。因此，在四季分明的温带地区和有干湿雨季的热带、*带一些地区，树木年轮十分清楚，而在一年四季气候变化不大的地区（如热带雨林带）便无明显的年轮。根据年轮的剖面特征可以推测当地以往一段时期的气候变化。
3.动物个体大小与气候的关系——伯格曼定理（Bergmann's Rule）
新生代哺乳动物的大小与气候的关系长期以来一直为人们所注意。Bergmann（1847）的研究结论认为，气候愈寒冷，动物的个体愈大，后人称之为Bergmann定理。因为当一个动物的身体增大时，其体积（代表热量的产生）要比它的皮肤面积（代表热量释放）增长得更迅速。因此，在较冷的气候里，个体长得较大是有优越性的。最好的例子是北美和欧亚*小型哺乳类，包括现生的和化石的食肉类，特别明显的是美洲的美洲狮和欧亚的红狐。
在实际研究中，由于整副骨架很难找到，甚至能直接指示个体大小的肢骨、颅骨和颌骨也很少见。因此，通常用切齿（M1和D4）的最大长度来作为个体大小的指示。它的好处是牙齿易保存为化石；根据牙齿能准确地鉴定出动物的属种。而温度一般用纬度来代替。Klein（1986）曾按这方法研究了南非黑背豺个体大小和新生代气候变化的关系。根据南非晚更新世黑背豺的材料，推算纬度每向南一度，豺的下切齿平均长度大约增加0.08mm。在赤道上，切齿的长度大约为16.70mm，南非产豺化石的地方为33.5°S，因此其下切齿长应为16.70+33.5×0.08=19.38（mm），而实际上化石产地的下切齿长度为20.58mm，比理论值长了1.3mm。Klein对此解释说：化石产地的温度相当于纬度再向南14°（1.3÷0.08=15+，实际计算应为15°+），即47.5°S的位置，该地年均温为12℃，化石产地现在年均温为17℃，约低5℃，这说明从晚更新世到现在，化石产地的年均温上升了5℃，气候变暖了。
脊椎动物的大小与气温之间的关系实际上是很复杂的，有些动物并不遵守Bergmann定理，它们的下切齿长度（代表个体大小）随纬度的升高反而变短。
