植物的果实形状的秘密

1、、植物果实形状的秘密成都七中初中学校2013级10班何坤阳摘要：植物的果实也如同地球上的生物一样，历经了亿万年的演变和进化，优胜劣汰，适者生存。现代植物果实的形状绝大多数呈现出近似球体，这是不是一种偶然现象呢？本文通过模拟实验，分析观察到的现象和收集的实验数据，结合查找的相关资料，发现果实之所以呈现出近似球体，是果实在防止外来生物侵袭，抵御地球自然因素伤害，提高植物物种繁衍能力等方面适应的必然结果。 关键词：植物果实；进化；繁衍；近似球体；水分保持；流线型；抗冲击力     植物的出现，是地球生物进化的一大里程碑。植物的开花结果，也是

2、它们生命延续的一种方式。这种自然的本能经历了443亿年的演变和不断进化，才有了地球植物现在的繁荣。而果实作为植物繁衍过程中必不可少的关键部分，为了让植物能延续下去，也经历了亿万年的演化过程。最后，大多数植物把果实的形状都进化为了近似球体。这是为什么呢？近似球体对于果实来说真的很重要吗？  为了弄清楚这个问题，我买来同一种萝卜，做成重力相同（均为05N）、形状不同的几个模型（近似球体、长方体、三棱锥和圆柱体），以备我进行实验探究。     联想到果实在生长过程中会遭受风吹雨打、阳光照射、以及成熟后要完成对种子的传播。我通过控制变量的方法

3、设计了以下几个实验进行探究。 一、“风吹”  我将四种不同形状，重力相等，材料相同的模型悬挂在同一高度上，电风扇距离模型25cm，正对着吹风，模拟自然界中风"吹"果实的情景（如下图）。观察不同形状果实在相同风力作用相同时间后会有什么现象发生。   三棱锥          长方体            圆柱 

4、        近似球体 “风吹”实验情况如下： 三棱锥：   长方体：   圆柱：   近似球体：   具体情况见下表：  初始状态风力大小吹风时间果实摆动情况三棱锥静止功率50w电风扇3档1min无固定方向的大幅度晃动，颤动的频率和幅度都较大长方体静止功率50w电风扇3档1min有较大幅度的晃动，同时以较快速度无固定方向的旋转圆柱静止功率50w电风扇3档1min有

5、轻微的左右晃动，伴随着上下颤动，同时以较慢的速度无固定方向旋转近似球体静止功率50w电风扇3档1min有轻微的左右晃动          通过实验我发现有棱角、侧面积大的果实在成长过程中处于十分不利的地位，还没有发育成熟的果实很容易被强大的气流给刮落，造成种子死亡的现象。而近似球体的果实，因为其外表呈流线形，空气流过时阻力最小，能承受较强的“风吹”，所以更能有效防止果实在成熟之前被吹落。 二、“雨打” 我把几种不同形状的模型“吊”在弹簧秤下面，用淋浴喷头对着模型喷水，模拟自然

6、界中雨“打”果实的情景（如图），观察不同形状果实在相同雨水作用相同时间后又会有什么现象发生。      雨的大小下落高度雨打的时间果实受力情况三棱锥0078L/S1m1min058N长方体0078L/S1m1min065N圆柱0078L/S1m1min062N近似球体0078L/S1m1min06N             通过实验我发现：下雨时，三棱锥和近似球体形状的果实受到雨打的力量比较小，淋上去的雨水

7、也会很快滚落下来。因此，这两种形状的果实不容易被雨水打落，更经得起雨打的洗礼。 三、“光照” 植物为了使果实发育得更好，需要充足的阳光。那么，什么形状的果实更能接受充足的阳光呢？我做了这样一个实验，把这几个不同形状的果实模型挂在杆上，在黑暗的屋子里，多角度的以电筒照射在模拟的果实上，记录阳光照射情况。     受到阳光照射的面积占总面积的百分比受到阳光照射的时间4小时6小时8小时三棱锥625%35%23%45%长方体808%40%30%108%圆柱96%40%36%20%近似球体100%20%50%30% 

8、0;       通过比较，我发现果实呈近似球体时接受阳光照射的面积最大，且大部分都能接受到6小时以上的阳光照射，这样就十分有利于果实的生长发育。 四、“种子传播”  我把不同形状的几个果实模型，将它们从不同的高度落下，记录其损坏情况和地面滚动距离如下：     高度  形状      1m15m    2m 损坏 情况滚动 距离损坏 情况滚动&#

9、160;距离损坏 情况滚动 距离三棱锥棱角处有小块破损12cm棱角处有大块破损15cm棱角处严重破损17cm长方体无破损10cm棱角处有小块破损12cm棱角处有大块破损15cm圆柱无破损13cm无破损15cm底面边沿有破损18cm近似球体无破损15cm无破损20cm无破损30cm 结果说明，当果实为近似球体时，从高处自由下落时损坏最小，所以形状为近似球体的果实抗冲击力最佳，有效保护了种子不被损坏。同时，从滚动的距离来看，近似球体的果实接触平面时，由于可以滚动，增加了行动力，可以离母体更远，使得种子更加便于传播。 经过查阅资料我还知道在同等体积的情况下，近似球体形状的果实比起其它形状的果实单位体积容纳量最大，表面积最小，与空气接触面积也小，这样，在获得适宜生长发芽环境之前，养分比较不容易被氧化变质。而且，表面积小使得虫类不易立足，果肉不容易被小型虫类食用，这样种子死亡、坏死的可能性也减少了。另外，近似球体形状的果实由于表面积比较小，蒸发的水分也就少，水分散越失少，越有利于果实的生长发育，从而为种子积累