歷史地質學/葉片形狀與溫度
在本文中，我們將討論如何利用葉片形狀的分析來重建過去的氣候。
在上一篇文章中，我們看到，如果我們知道一個物種喜歡的環境，我們可以用它作為氣候指標。我們還注意到，當物種滅絕時，這很困難，因為我們無法透過直接觀察找到什麼氣候對它有利。
但是，如果一個物種的形態是其偏好氣候的指標呢？在這種情況下，我們只需觀察其在化石記錄中的遺骸，就可以知道它居住在什麼氣候中。常用的形態特徵之一是植物的葉片形狀。
溫帶氣候中的植物往往有帶鋸齒邊緣的葉子，即它們有鋸齒狀邊緣；溫暖潮溼氣候中的植物往往有植物學術語中被稱為全緣的邊緣，即光滑無鋸齒。右側照片說明了這種差異。
溫帶和熱帶葉片風格之間沒有明顯的界限，氣候與其中發現的葉片型別混合物之間存在著連續的關係：也就是說，隨著氣候變得稍微炎熱潮溼，全緣的比例也略有增加。這意味著，看一片葉子並不能告訴我們我們看到的是溫帶氣候還是熱帶氣候；但觀察大量物種將使我們能夠做一些比簡單地將氣候劃分為熱帶或溫帶好得多的工作：我們實際上可以估計平均年溫度。
因此，一旦我們建立了氣候與植物群中葉片形狀比例之間的關係，我們就可以利用這種關係來了解過去葉片儲存在化石記錄中的氣候。雖然葉片不是最容易儲存的材料，但有些環境，例如湖泊沉積物，葉片可以在其中儲存下來，可以作為古氣候指標。
將葉片形狀作為氣候指標始於統計鋸齒狀邊緣與全緣邊緣的比例，但並沒有止步於此。其他特徵，如葉長、葉寬、葉面積、尖頭的存在與否，也與氣候有關。
CLAMP（氣候葉片分析多元程式）小組測量了更多葉片特徵，並使用複雜的方法得出了一個將這些特徵與氣候相關的公式；他們的網站可以在此處找到。
我們可以透過觀察發現，溫帶與熱帶葉片風格的比例是平均年溫度的驚人指標，正如右側圖表所示，該圖表顯示了東亞森林中植物群與溫度之間的關係（圖來自 J. A. Wolfe, 1979, 東亞溼潤至中溼森林的溫度引數及其與北半球其他地區和澳大利亞的森林的關係，USGS 專業論文，1106）。
這意味著，如果我們觀察化石記錄中葉片型別的比例，我們可以用它來估計植物生長時的溫度。
現在，你可能會想知道，葉片型別與溫度之間的這種關係是否在過去一直存在。好吧，動物群和植物群對其環境的適應似乎是自然界中的一大常數，因此原則上我們預計這種關係在過去一直存在，就像它在現在一樣。畢竟，表面上看，鋸齒狀邊緣適合溫帶氣候，而在過去更適合熱帶氣候，這是極不可能的。
然而，應該注意的是，葉片型別與氣候之間的確切關係因大陸而異：儘管更多鋸齒狀葉子總是對應於每個大陸的較冷氣候，但確切的數值關係並不相同。因此，一個類似於上面的圖表，但基於澳大利亞資料而不是亞洲資料，仍然是向下傾斜到右邊的直線的良好近似，但確切的斜率角度將不同。現在，從一個地方到另一個地方可能變化的東西原則上也可能隨著時間的推移而變化。這意味著，雖然葉片形狀是過去氣候的有用指標，但將它視為氣候與葉片形狀之間的關係像溫度與溫度計之間的關係那樣精確，那就太天真了。