鹅掌楸属植物叶片两侧对称性测量的泰勒幂法则

【目的】泰勒幂法则是一种重要的生物学统计规律,反映了特定生物学测量值的均值和方差,呈现出幂函数的关系,鹅掌楸叶形复杂,但明显呈两侧对称的特征,本研究旨在验证鹅掌楸叶片两侧对称性测量是否符合泰勒幂法则。【方法】选取了2种鹅掌楸及其杂交种(Liriodendron chinense、L.tulipifera和L.chinense×L.tulipifera)的叶片(以下表述为3种鹅掌楸叶片),每种200片以上,将每片叶子沿垂直于中轴方向划分出1 000对等距的左右部分,计算左右部分差值之绝对值的均值和方差,使用对数转置的均值和方差数据进行线性拟合,检验3条直线斜率(即泰勒幂指数)的估计值是否具有显著性差异,同时将3种鹅掌楸的数据进行汇总,计算其直线的斜率。【结果】3种鹅掌楸叶片对称性测量均符合泰勒幂法则,但3个斜率的估计值没有显著性差异,根据汇总数据计算得到的泰勒幂指数的估计值为1.777。【结论】研究证实了基于叶面积测量的两侧对称性差异能够反映出泰勒幂法则,良好的尺度比例关系可以提高幂函数的拟合优度。尽管不同类群植物叶形差异较大,但两侧对称性测量的均值和方差的对数转置数据都分布在一条理论回归直线上。考虑到叶形的两侧对称性变异程度能够反映植物地上部分建筑学结构对光获取和利用的影响,研究结果对于分析植物地上部分的拓扑结构对植物光合作用的影响具有一定的参考价值。