竹子的茎是空的,对竹子本身有何意义?
为什么竹子的茎中央是空的 一般植物茎的构造是:最外层是表皮,表皮里面是皮层,皮层有一些薄壁组织和比较牢固的机械组织。皮层再往里,就是中柱部分。中柱部分包含着一个一个的维管束,这是植物茎中最重要的部分,起着运输养分、水分的作用。中柱部分的最中心也是植物茎的最中心,叫做髓。
髓具有很大的薄壁细胞,是贮藏养成料的地方。 而竹子等单子叶植物茎的中间却是空的。这是因为,这些植物茎中央的髓部很早就已经萎缩而消失了。本来,这些植物的茎也是实心的。但是植物在长期进化的过程中茎慢慢地变空了。茎变空对植物是有利的,为什么呢? 植物茎中的机械组织和维管束就好像钢筋混土立柱中的梁架,有了它们就可以支持植物直立起来而不会倒伏。
我们知道,同样分量的材料,中央空而较粗的支柱比中央实而较细的支柱的支持力要强一些。同样的道理,如果植物的茎增强机械组织和维管束,减少甚至消失柔软无力的髓部,就变成管状的结构。那么,它的支持力既大又节省了材料。竹子等单子叶植物是最进化的植物,所以它们的茎中央大都是空的。
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根据材料力学原理,柱状材料的圆心部分是不受力的,达到一定壁厚的管状材料和柱状材料的强度在相同直径的情况下强度是一样的,大自然的进化会做出最节省资源的选择的