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叶子从雾中捕获水分 — 生物策略 — AskNature

来源：花匠小妙招时间：2026-02-16 13:35

spiraling leaves in the center of a succulent

生物策略

叶子从雾中吸收水分

开花植物

Anika Hazra

捕获、吸收或过滤液体

生命系统最常用的液体是水，它们赖以生存。但还有许多其他液体可以提供营养、在防御机制中发挥作用或用于其他目的。水的可用性各不相同；它有时丰富，有时非常稀少，或者仅以雾或雾的形式存在。为了最大限度地减少捕获、吸收或过滤液体所需的能量，生命系统采取了利用给定液体的独特性质的策略。例如，当水遇到比空气冷的表面时，水就会从气态转变为液态。森林中的植物经历雾和云多于雨，它们有从潮湿空气中凝结液态水的策略。

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储存液体

许多生命系统必须储存液体，例如水或花蜜，以便可以长时间使用，包括在湿度较低时。由于其特性，液体往往会分散，除非以某种方式限制它们。每种液体都有其独特的特性。例如，水是极性的，分子一侧带强负电荷，另一侧带强正电荷。生命系统有利用这些特性来限制液体的策略。利用水极性的一个很好的例子是使用排斥水的材料。通过这样做，生命系统可以将水保持在屏障（例如膜）的一侧。

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Flowering plants

Plants 开花植物

开花植物

被子植物分支（“容器种子”）：蒲公英、橡树、草、仙人掌、苹果

被子植物有 416 个科，包含约 300,000 个已知物种，是最多样化的植物群，它们分布在全球各地的各种栖息地。它们的特征是种子生长在子房内，而子房又包围在花中。然后花器官发育成无数种类和尺寸的水果，从枫树上简单的种子外壳到木瓜等复杂的肉质生长物。化石中已知的最古老的花 Montsechia vidalii 出现在 130 亿年前的侏罗纪时期。它们是草食动物的主要食物来源，这反过来又使它们成为食肉动物的间接食物来源。

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内容介绍战略潜力相关内容案例

莲座丛多肉植物的叶子通过其蜡质光滑的表面拦截雾中的水滴。

介绍

尽管北美沙漠的条件相对恶劣，但许多形状各异的植物仍然能够在这些地区繁衍生息。玫瑰花结多肉植物是一类多样化的植物，它们已成功地在沙漠生态系统中扎根，特别是在云层形成的海拔高度。

它们中的许多都有相对较大的叶子，可以储存大量的水，并从植物基部周围分层排列。这种结构帮助他们收集和储存雨和雾中的水，是他们在这些环境中取得成功的关键之一。

战略

考虑到它们的进化历史，雾是这些植物相对较新的水源。尽管如此，莲座丛多肉植物已经发展出一些特征来帮助它们利用这种资源。

例如，龙舌兰在收集水分方面非常高效，即使是在雾气和最轻微的降雨中也是如此，这要归功于其叶子的光滑表面，蜡质外层也可以起到防止水分流失的作用。雾中的水滴有很大的表面积可以与其他表面接触。凭借如此高的表面积，并且相对较轻，雾滴被围绕叶子的缓慢移动的空气包络捕获并沿着其光滑的表面引导。云带中的物种也倾向于利用这种效应，以及像漏斗一样的叶子排列，将收获的水输送到它们的根部。

在常有雾的高海拔地区，许多莲座丛多肉植物已经进化出“窄叶综合症”。这是一组特定的特征，可以帮助提高植物从雾中捕获水分的效率。狭窄而灵活的叶子能够更好地捕获水滴并将其移动到基部，而较长的基部茎可以通过将其保持在高于地面的位置来帮助植物捕获更多的雾气。

潜力

莲座丛多肉植物可以为我们从雾等替代性临时来源收集和储存水以供饮用和其他用途提供灵感。

他们去除空气中水分的策略也可以应用于封闭空间，在封闭空间中，湿度控制对于维持人、植物或动物的宜居条件是必要的。可以从这项技术中受益的一些空间包括室内游泳池、溜冰场和体育场，以及陆地、海洋或其他地方的大型封闭栖息地。

案例

“虽然大多数植物需要大量的雨水浸泡并启动茎流，但龙舌兰的蜡状表皮显示出非常高的效率，即使对于非常轻微（1毫米）的降雨也是如此（Ramírez de Arellano 1996）。这意味着龙舌兰能够利用其他植物通常无法获得的浅层、低强度的降雨。” （马托雷尔和埃斯库拉 2002：652）

“雾由平均大小为 20 lm 的水滴组成；因此，与较大的液滴相比，它们具有较大的表面：体积比（Jones 1992）。当它们穿过边界层时，它们的大表面会受到强大的摩擦力，而它们减少的质量保留很少的动能。因此，雾滴很容易被边界层减慢，并被平行于物体表面流动的缓慢层流气流冲走（Welty 1984）。（马托雷尔和埃斯库拉 2007：562）