植物の葉はさまざまな形状や種類がありますが、共通の特徴としては、ほとんどの葉が平坦で薄い形状であることが挙げられます。このような形状は、植物の葉にどのような生物学的意味があるのでしょうか？
私たちは皆、葉が植物が光合成を行う主要器官であることを知っています。葉は太陽の光の照射によって、水と二酸化炭素を利用して炭水化物を合成し、酸素を放出します。光合成を効果的に行うには、2つの要素が不可欠です。1つは葉内の葉緑素で、これらは生体機能を果たし、一連の生化学反応を行って炭水化物や酸素を生成します。もう1つは光合成に欠かせない原料である太陽光、水、二酸化炭素です。葉が十分な原料を取得するためには、または光や二酸化炭素をできるだけ多く吸収するためには、葉の表面積をできるだけ大きくする必要があります。球形の表面積は同じ体積の場合に最小であるのに対し、平坦な形状の表面積ははるかに大きくなります。したがって、葉が必要な組織を収容しながら平坦であるほど、植物の光合成に有利となります。そのため、ほとんどの植物は平坦な形状を選択しています。
もちろん、植物はさまざまな特定の生活環境に適応するために、葉の形状もさまざまに変化します。例えば、乾燥地帯に生息する多くの植物は、葉からの水分蒸発を抑えるために、葉が非常に小さくなったり、針状になることがあります。その典型的な代表種はサボテンです。さらに、一部の植物の葉は完全に退化して消失し、葉緑素は茎の表面に分布しています。例えば、砂漠環境に生息する光棍樹などがその一例です。