Lauf í vindi & vatni

Einföld skilgreining á laufblaði er plöntulíffæri sem vinnur orku úr sólinni með ljóstillífun og framleiðir súrefni sem er undirstaða ófrumbjarga lífs á jörðinni, þar með talin dýr og menn. Auk þess sem laufblöð eru undirstöðufæða margra nytjadýra í landbúnaði.

Í árdaga jarðar var ekkert eða að minnsta kosti lítið súrefni í andrúmsloftinu og aðstæður fyrir líf á jörðinni eins og við þekkjum það í dag ekki til staðar og ekki fyrr en örverur fóru að mynda súrefni að þróun flóknari lífvera hófst.

Mögulegt er að ljóstillífun í hafi komið fram á sex mismunandi tímum í þróunarsögunni.

Talið er að fyrir um það bil 470 milljónum ára hafi fyrstu plönturnar farið að róta sig á landi. Fyrstu plönturnar voru einfaldar og án æða og einfrumu og ljóstillífandi gerlar í hafi. Með tímanum þróuðust gerlarnir í fjölfrumu brún-, rauð- eða grænþörunga og er talið að grænþörungarnir séu forverar landplantna.

Talið er að mosar sem eru með elstu landplöntum séu komnir af grænþörungum og er blaðgerð þeirra margbreytileg og mismunandi eftir tegundum.

Almennt er litið svo á að laufblöð hafi þróast út frá greinasprotum frumstæðra plantna og að flatvöxtur þeirra tengist því að fanga sem mest af sólskini til ljóstillífunar.

Líffræði

Eftir landnám frumplantna þróuðust plöntur án róta og æða eins og byrkingar og mosar. Margar frumplöntur eru einungis ein fruma að þykkt. Með tímanum þróuðust svo æðplöntur og sérhæfðir plöntuhlutar eins og rætur, blöð og blóm.

Æðplöntur eru oft kallaðar háplöntur og skiptast í tvo meginhópa, fræplöntur og byrkninga.

Gróflega má segja, þótt margar undantekningar séu þar á, að laufblöð skiptist í fót, stilk og blöðku. Í laufblöðum, sem eru samsett úr lögum sem eru efri og neðri yfirhúð, staf- og svampvef, eru viðar- og sáldæðar sem greinast um blaðið og flytja vatn og næringu til og frá þeim til annarra plöntuhluta.

Auk þess að flytja næringu um plöntur heldur vatn uppi þrýstingi í laufblöðunum. Reyndar er það svo að þegar æðarnar í laufinu greinast verða þær sífellt minni og þær smæstu enda í svokölluðum loftaugunum þar sem umframvatn getur gufað út um.

Auðvelt er að sjá á blaðplöntum hvort þau skorti vatn því blöðin annaðhvort hanga eða leggjast saman.

Yfirhúð laufblaða er þakin vaxlagi og innan við það eru grænukornin sem umbreyta sólar- ljósi í sykrur með hjálp vetnis í súrefni og af þeim stafar grænn litur plantna. Á laufi eru einnig það sem kallast loftaugu, fleiri á neðralaginu, sem taka inn koltvísýring og gefa frá sér súrefni við ljóstillífun.

Í loftaugunum eru varafrumur sem sjá um að opna og loka þeim.

Margbreytileiki laufa

Margir sjá lauf fyrir sér sem flöt og þunn en fjölbreytileiki þeirra er samt mun meiri en það og eru þau ílöng og mjó eins og strá og barrnálar, örsmá, risastór, sígræn eða sumargræn og marglit. Lauf eða blöð blómplantna geta verið lágblöð, laufblöð, háblöð eða blómblöð, allt eftir staðsetningu þeirra og gerð.

Lauf geta geymt vatn eins og þykkblöðungar gera eða verið ummynduð í brodda eins og hjá kaktusum eða skæni laukjurta og er þá neðanjarðar. Könglar barrtrjáa eru ummyndað lauf. Ástæða þess að laufblöð eru oftast flöt og fremur breið er að með því móti hámarka þau ljóstillífun sína en mörg lítil lauf, eins og barrnálar, komið í sama stað.

Stærð, staða og lögun

Sé horft til laufplantna er stærð og lögun blaða mismunandi auk þess sem laufblöð á sömu tegund og sömu plöntu geta verið mjög ólík.

Þar sem margar tegundir plantna eða plöntur vaxa saman þurfa þær að hafa sig allar við að fá sólarljós. Oft snúa blöðin í austur við sólarupprás og síðan fylgja þau gangi sólarinnar til sólarlags og lauf sumra tegunda leggjast saman eins og til svefns á nóttinni.

Laufblöð sem eru rauð á neðraborði, eins og til dæmis begóníur, endurkasta birtunni sem fer í gegnum blaðið og þannig nýtist hún betur til ljóstillífunar.

Blöð sem vaxa í skugga eru að öllu jöfnu stærri en lauf sem vex við mikla sól og plöntur með stórt lauf eru skuggaþolnari en smáblaðaplöntur. Vistfræðiþættir eins og beit, aðgangur að næringarefnum, vatni og loftraka hafa einnig áhrif á stærð blaðanna.

Stærsta þekkta samfellda laufblað í náttúrunni er á kólfplöntu sem kallast nykurblað, Alocasia macrorrhizos, og finnst í hitabelti Suðaustur-Asíu. Blöð plöntunnar eru hjartalaga og ná allt að tveimur metrum að hæð og þremur að breidd og getur gildleiki blaðstilksins verið tíu sentímetrar að þvermáli.

Pálmi innan ættkvíslarinnar Raphia ber stærstu samsettu laufblöð, eins og til dæmis reyniviður og yllir gera, sem þekkt eru. Blöð R. regalis geta náð allt að 25 metrum að lengd og verið þrír metrar að breidd. Trefjar laufblaðanna eru notaðar í vefnað og snæri.

Í ræktun hefur blað Gunnera manicata verið mælt um tveir metrar að lengd, 3,4 að breidd og með tveggja metra löngum blaðstilk.

Staða laufblaða getur verið gagn- eða stakstæð, neðst á stofni plantna eða í toppi þeirra og kallast þá stofn- eða toppstæð en stofn- eða topphvilfing ef þau eru fleiri en eitt.

Þegar kemur að blaðlögun er eitt og annað í boði. Blöð geta sem dæmi verið egg-, lensu-, spjót-, nálar, tígul- eða hjartalaga. Heilrennd, tennt, sepótt, fjaður- eða fingurskipt og áferð þeirra leður-, kjöt- eða kjötkennd.

Byrkingar

Burknar vaxa upp af jarðstöngli þannig að lauf og laufstilkar vaxa líkast því að þau rúllist út. Á neðraborði blaðanna myndast gróhirslur. Burknar flokkast til byrkinga ásamt jöfnum og elftingum sem voru með fyrstu æðplöntum sem þróuðust á jörðinni.

Vatnaplöntur

Lauf vatnaplantna fljóta eða eru á kafi og kallast í samræmi við það kaf- eða flotblöð. Eins og lauf landplantna er það af mörgum stærðum. Almennt er vatnaplantan Wolffia arrhiza talin hafa minnstu laufblöð allra æðplantna. Þrátt fyrir að hver planta sé innan við einn millimetri að stærð þekja þær oft yfirborð stórra vatnasvæða.

Í bók Davids Attenborough, Einkalíf plantna, segir að lífið hjá plöntu sem getur látið blöðin fljóta á yfirborðinu í lygnu vatni geti verið tiltölulega auðvelt.

„Engin gerir það með stórfeng­ legri eða ágengari hætti en risavaxna amasónliljan. Fyrst sést stór og gildur brumhnappur á floti, alsettur þyrnum. Hann opnast á nokkrum klukkustundum og blaðið breiðir úr sér. Það er með uppsveigðan jaðar, um 15 sm háan, og getur fljótlega ýtt frá sér öðrum flotblöðum, sem verða á vegi þess. Að neðan er það styrkt með öflugum rifjum. Þau eru með lofthólfum og auka þannig flothæfnina. Blaðið stækkar um hálfan fermetra á dag og verður allt að 2 metrar í þvermál. Það er purpuralitt að neðan og með mörgum beittum göddum, kannski til að verjast fiskum. Á sömu plöntu koma stundum fjörutíu eða fimmtíu blöð á einu vaxtarskeiði, og þau leggja undir sig yfirborð vatnsins, svo fáar aðrar plöntur geta vaxið í námunda við þau.“

Í grasagarðinum í Kew er gróðurhús sem var byggt árið1852 eingöngu til að rækta risavatnaliljur.

Kjötætuplöntur

Laufblöð kjötætuplantna eru líklega allra sérhæfðustu laufin í plönturíkinu. Lauf venusargildru, Dionaea muscipula, líkjast helst munni með röð af göddum á vörunum. Inni í munninum eða innan á blöðunum eru svo minni og dreifðari broddar. Fljúgi fluga inn í opinn munninn þarf hún að snerta þrjá af broddunum áður en blöðin lokast snarlega og fanga hana. Flugan lokast inni í eins konar búri og hennar bíður ekkert annað en að leysast upp í meltingarsafa sem laufið framleiðir.

Laufblöð flugugleypis af ættkvíslinni Nepenthes mynda pokalaga belg með hálum brúnum sem flugur og jafnvel lítil froskdýr renna ofan í og meltast þar. Á sumum tegundunum hefur laufið einnig ummyndast í lok á belginn til þess að ekki rigni ofan í hann og bráðin hugsanlega sloppið á sundi.

Líftími laufa

Eins og nafnið gefur til kynna lifa sumargræn laufblöð aðeins eitt sumar en lauf sígrænna tegunda lengur. Í hitabeltinu geta plöntur borið laufið í nokkur ár. Lauf barrtrjáa eru yfirleitt, en ekki alltaf, sígræn og lifir það mislengi á trjánum. Barr á furu stendur gjarnan í þrjú til fimm ár en tólf til þrettán ár á grenitrjám.

Laufgun að vori og litir haustsins

Plöntur eru skynugar á birtu og hita og stjórnast laufgun á vorin og undirbúningur fyrir vetur að þeim þáttum. Þegar sólin fer að rísa og hitinn að hækka að loknum vetri fara plöntur að undirbúa laufgun og vöxt. Starfsemi sígrænna plantna er fyrr á ferðinni en sumargrænna sem þurfa að mynda nýtt lauf á hverju ári.

Á haustin, þegar kólnar og dimmir, hætta plöntur meðal annars framleiðslu á blaðgrænu og grænu kornin brotna niður. Við það verða annars konar litaefni í blöðunum eins og karótín sýnileg og það eru þau sem gefa laufinu gula og rauða haustliti.

Varnir laufa

Plöntur beita ýmsum ráðum til að verja sig fyrir grasbítum og öðrum afætum. Til eru loðin lauf eða laufblöð með litlum göddum eða þyrnum. Lauf annarra tegunda gefa frá sér varnarefni sem geta verið verulega varasöm.

Brenninetla er dæmi um plöntu með stökk brennihár sem gefa frá sér vökva sem svíður undan komist hann undir húðina. Risahvönn er önnur varasöm planta og myndar safa sem verður virkur í sólarljósi og getur valdið þriðja stigs bruna.

Neríur eins og þekktar eru hér á landi sem pottaplöntur eru taldar með eitraðri plöntum í heiminum og verða flest dauðsföll af þeirra völdum eftir að dýr eða menn hafa neytt laufblaðanna.

Laufnytjar

Auk þess sem laufblöð framleiða súrefni og binda koltvísýring dregur laufskrúð úr hita og eykur skjól, litur þeirra er líka róandi. Laufblöð eru undirstaða fæðu allra grasbíta og um leið langflestra nytjadýra í landbúnaði og á sama tíma hluti af fæðu fólks um allan heim á hverjum einasta degi.

Lauf er notað í líkingamáli Jobsbókar 13: 24­26 sem tilvísun og vísar til tryggðar en þar segir:

Hvers vegna hylur þú auglit þitt og lítur á mig sem óvin þinn? Ætlarðu að skelfa skrælnað laufblað, ofsækja visinn reyr þar sem þú gerir mér bitra kosti.

Nánast allt krydd sem við notum til að bragðbæta matinn okkar er upprunalega laufblöð. Mörg lyf eru unnin úr laufblöðum og ekki má gleyma að ýmis litarefni leynast í laufi og að kaffi, te, tóbak og lyfjahampur eru þurrkuð laufblöð.