A levél egy föld feletti növényi szerv, és zöld. Fő funkciói a fotoszintézis és a gázcsere. A levél gyakran lapos, így a legtöbb fényt elnyeli, és vékony, hogy a napfény el tudjon jutni a sejtekben lévő kloroplasztiszokhoz. A legtöbb levélnek vannak sztómái, amelyek nyílnak és záródnak. Ezek szabályozzák a szén-dioxid, az oxigén és a vízgőz cseréjét a légkörrel.
Az
egész évben levelekkel rendelkező növények örökzöldek, a levelüket lehulló növények pedig lombhullatók. A lombhullató fák és cserjék általában ősszel veszítik el leveleiket. Mielőtt ez megtörténik, a levelek színe megváltozik. A levelek tavasszal visszanőnek.
A leveleknek sokféle formája és mérete van. A legnagyobb osztatlan levél az óriás ehető arumé. Ez Borneó trópusi esőerdeinek mocsaras részein él. Egyetlen levele akár tíz láb átmérőjű is lehet, és felülete több mint 30 négyzetláb (~2,8 négyzetméter).
A levelek azonban mindig vékonyak, így a szén-dioxid gyorsan el tud diffundálni minden sejthez.
Felépítés — külső és belső részek
A levél általános szerkezete lehetővé teszi a fénybefogást, a gázcserét és a vízszállítást. A legfontosabb elemek:
- Levéllemez (lamina): a lapos, fényelnyelő rész.
- Levélkaréj / levéllemez szélzete: a levél alakjától és fajtájától függően lehet sima, fogazott vagy lebenyes.
- Levélalap és levélnyél (petiole): a levél törzshöz való csatlakozása; egyes növényeknél hiányzik (ülő levél).
- Főér (középér) és oldalerek: a levélben futó vaskosabb szállítónyalábok, amelyek xilém és floém szállítást biztosítanak.
- Vaksz/epidermisz és kutikula: a külső sejtréteg véd és csökkenti a párolgást; a kutikula viaszréteg.
- Paliszád mesophyll: a kloroplasztiszokban gazdag, hosszúkás sejtek csoportja, itt történik a fényfázis nagy része.
- Szivacsos (spongy) mesophyll: laza sejtréteg, nagy légterekkel, amely elősegíti a gázdiffúziót.
- Sztómák és zárósejtek: a levelek külső felületén lévő pórusok, melyek nyitása-zárása szabályozza a gázcserét és a párolgást.
Működés és fotoszintézis
A levél legfontosabb feladata a fotoszintézis, amely során a növény szén-dioxidból és vízből szerves anyagokat (cukrokat) állít elő fényenergia felhasználásával. Röviden:
- A fényenergia a klorofillban elnyelődik, és a fényreakciókban ATP-t és NADPH-t termelnek (tilakoid membránokban).
- Az így keletkezett ATP és NADPH a Calvin-ciklusban (stroma) szolgáltat energiát és redukálóerőt a CO2 megkötéséhez, így cukrok keletkeznek.
- A sztómák biztosítják a CO2 bejutását, de vele együtt vízgőz is távozik (párolgás = transzspiráció), amely szabályozza a levél hőháztartását és vízforgalmát.
A levélben különböző fotoszintetikus típusok alakultak ki: C3 (általános), C4 (hatékonyabb magas hőmérsékleten és alacsony CO2-nél, zárt szoros anyagszállítással, pl. kukorica), valamint CAM (éjszakai CO2-felvétel xerofitákban). C4 növényeknél gyakran megfigyelhető a vaskos bundle-sheath (kötősejt) szerkezet a levelekben.
Sztómák és gázcsere szabályozása
A sztómákat két zárósejt veszi körül; ezek turgorának változása nyitja vagy zárja a pórust. A fő befolyásoló tényezők:
- fény (különösen kék fény),
- belégző CO2-szint a levélben,
- vízellátottság és a növényi hormonok (pl. az abscisic acid, ABA, szárazság esetén zárást okoz),
- hőmérséklet és páratartalom.
Típusok és elrendezések
A leveleket több szempont alapján csoportosítjuk:
- Egyszerű vs. osztott (kompozit): egyszerű levél egy levéllemezből áll; tagolt/összetett levél több levélkéből (pl. páros vagy páratlan levélzetű, tenyér- vagy fésűszerű).
- Állás a hajtáson (follikotaxia): alternáló (váltakozó), szembeforduló (oppozit), vagy örökletes körkörös (whorled) elrendezés.
- Erendeződés (erezet): párhuzamos (jellemző a kétszikűeknél, pl. liliomok), hálózatos/pinnát (számos érmintázat) — pl. lombos fák.
- Levélforma és szélzet: ovális, lándzsás, szív alakú (cordate), lobed (lebenyes), fogazott stb.
Alkalmazkodások és ökológiai szerepek
A levelek számos módon alkalmazkodtak a környezethez:
- Xerofiton levelek: vastag kutikula, zártabb sztómák, csökkent levélfelület (tűlevelek vagy tüskék), víztároló sejtek — száraz élőhelyekhez.
- Hidrofiton levelek: nagy légkamrák, lebegő életmód, gyakran redukált kutikula — vízinövényeknél.
- Árnyéklévél: vékonyabb, nagyobb felület a gyengébb fény jobb kihasználása érdekében.
- Védekező levelek: tüskék, tüskéssé módosult levelek, ízanyagok vagy mérgek (pl. tejnedv) ragadozók ellen.
- Tápláléktárolás: némely növény a leveleiben raktározza az élelmiszert (pl. hagymalevelek, húsos levélszárak).
- Speciális funkciók: kapaszkodókarok (pl. borsó), illat- vagy nektártermelés, csapda a ragadozórovarok megfogására (pl. húsevő növények levelei).
Lombhullás, színek és levélélettartam
A lombhullató növényeknél ősszel a klorofill lebomlik, előtűnnek a keletkezett sárga-karotinoid és néha vörös-anthocyanin pigmentek — ezért változik a levél színe. A levél leválását az abscission réteg hozza létre a levélalapnál, amely sejtsor elválasztásával teszi lehetővé a lehullást. Ez energiatakarékos stratégia hideg vagy száraz időszakokban.
Levélfejlődés
A levelek a hajtáscsúcsról és a merisztémákból fejlődnek, kezdetben levélkezdeményként (primordium) jelennek meg. A phyllotaxia szabja meg az egyes levelek pozícióját a hajtáson, ami a fény és a tér optimális kihasználását szolgálja.
Összefoglaló — miért fontosak a levelek?
- A levelek a növények „fő gyárépületei”: a fotoszintézis révén alapvető szerves anyagokat és oxigént termelnek.
- Szabályozzák a vízforgalmat és a hőháztartást (transzspiráció).
- Számos ökológiai szerepük van: élőhelyet, táplálékot és védekezést nyújtanak, és kulcsfontosságúak az ökoszisztéma anyag- és energiaáramlásában.
Ha részletesebben érdekel a levélanatómia, a kép fölötti ábrák jól szemléltetik a közép- és finomskálájú szerkezeti elemeket (epidermisz, mesophyll, vaskoszorú, sztómák), de a valós levelek között hatalmas variabilitás létezik a formában, felépítésben és funkcióban is.
