为什么大自然中的树木都是圆柱型的枝干？而不是三棱柱和矩形柱？
1. 受力与生长：最经济、最坚固的结构
想象一下，一棵树要承受多少力量？风吹雨打、自身重量、甚至动物踩踏、积雪压顶等等。圆柱体在抵抗这些外力时，拥有惊人的优势。
均匀受力： 圆柱体的表面曲率是恒定的，这意味着来自各个方向的压力（比如风压）都能被均匀地分散到整个树干表面。就好比你用力握住一个光滑的圆球，力量会均匀地施加在你的手掌上。相比之下，一个尖锐的棱角或者直角的矩形柱，在承受压力时，应力会高度集中在棱角处，这就像一根尖刺，更容易被折断或损坏。
抗弯曲能力： 树木在生长过程中会受到弯曲力。圆柱体的抗弯曲能力非常强。这是因为在弯曲时，圆柱体的截面上的材料分布是最佳的，能够有效地抵抗变形。如果是一个方形的树干，当它弯曲时，中间的材料受到的拉伸或压缩会比边缘大得多，容易导致应力过大而断裂。
生物力学上的效率： 从生物力学的角度看，圆柱体是生成足够强度和刚度而消耗材料最少（或者说最有效率）的形状。植物的生长细胞沿着圆柱体均匀排列，能够最大限度地利用有限的资源来构建一个稳定、抗压的支撑结构。想象一下，如果树干是方形的，那么在每个角上都需要更多的材料来维持强度，这会是资源的浪费。
2. 输送水分与养分：效率最大化
树木内部有维管束，负责将水分从根部输送到叶片，并将光合作用产生的养分向下输送。这些维管束在圆柱体内部的分布也更为合理。
均匀分布： 在圆柱形的横截面上，维管束可以相对均匀地分布在形成层周围。这保证了水分和养分能够高效、全面地输送到树干的各个部分，避免了某些区域“断粮”。
避免阻碍： 如果是棱角分明的形状，例如三角形或方形，在棱角处可能会形成一些生理上的“死角”，不利于输送系统的顺畅运行。
3. 生长与扩张：自然的“模具”
树木的生长是一个不断积累和增厚的过程，主要是通过形成层细胞的分裂来增加直径。
径向生长： 形成层细胞主要向外（形成木质部）和向内（形成韧皮部）分裂。在圆柱形结构中，这种径向生长可以无缝衔接，让树干直径均匀增大。
适应性生长： 圆柱体的生长模式更容易适应环境变化。例如，如果一侧受到更多风力，树木可以通过在该侧增加生长来“自我纠正”，保持整体的平衡和稳定。这种调整在圆柱体上更容易实现。
4. 形成层的工作原理
我们知道树木的生长主要依靠“形成层”（cambium），它是一层活的、能进行细胞分裂的组织。形成层细胞的分裂是近乎均匀地向外扩展的。
等同扩张： 想象一下你有一个橡皮气球，当你往里面吹气，它的表面会均匀地向外扩张，最终形成一个球体或圆柱体。植物的形成层就是这样一个“扩张器”。它产生新的细胞，让树干的直径不断增加。圆柱形是这种向外均匀扩张的最自然、最直接的体现。如果形成层是在一个方形的截面上工作，它如何能“制造”出尖锐的棱角呢？这会是一个非常复杂且低效的过程。
5. 表面积与体积比：蒸腾作用的考虑
虽然树干本身主要承担支撑和输送功能，但树冠的表面积对蒸腾作用至关重要。圆柱形的主干和枝条，在支撑起庞大树冠的同时，也符合一定的表面积与体积比的优化。
简单来说，就是“最省力、最稳定、最有效率”的解决方案。
大自然的设计哲学往往是“少即是多”，以及“优化”。圆柱形满足了树木在支撑、输送、抵抗环境压力以及自身生长扩张等方面的所有核心需求，并且是以一种最为经济、最为高效的方式来实现的。
就好比飞机为什么是流线型的而不是方形的，船舶为什么是流线型的而不是方块状的，都是为了减少阻力，实现最有效的运动。树木的圆柱形也是在大自然这个“工程师”的长期设计下，为了更好地“在环境中生存和生长”而演化出的完美形态。
如果树木长成三棱柱或矩形柱，在各个棱角处会非常脆弱，容易在风力作用下断裂。而且，输送水分和养分的通道在棱角处会受到限制，生长效率也会大大降低。所以，看似简单的圆柱形，其实是大自然无数次尝试和优化的结果，是一种高度适应性的体现。
网友意见
我们知道，生物进化的主要过程，就是环境淘汰掉那些不利生存的性状。
那为什么圆柱形比三菱柱或者矩形柱更加有利于生存？
一张图给你答案：
这是不同形状物体的最低风阻系数。
当物体面对空气流动时，受到的阻力为：
- C为水的阻力系数；ρ为空气密度；S为迎风面积；V为流体速度。
当ρ、S、V固定不变时，阻力随着风阻系数的增大而增大。
但我们也必须考虑一个问题，哪怕物体的形状固定不变，流速会改变雷诺数大小（），从而有层流和湍流之别：
流速越大，雷诺数越大，形成卡门漩涡后，会明显降低阻力系数。
圆柱体风阻系数和不同大小雷诺数有着如下关系：
雷诺数在10^5~10^6之间时，明显有个最小的风阻系数。
风的力量越大，越容易把树吹倒，自然越不利于生存。
由于空气粘度低，且树干具有不小的尺度，所以具有很高的雷诺数：
我们假设五六级强风的情况，风速10m/s左右。
空气粘度取1.8×10^-5Pa.S，树干直径取0.2m，空气密度1.293kg/m^3。
那么，
哪怕风速再高一些，树干再大一些，没达到飓风级别，雷诺数都不会超过10^6。
可见大风状态下，雷诺数正好介于10^5~10^6之间，风阻系数正好属于最小的状态，也就是图表中的数据。
所以，我们仅仅对比最小的风阻系数，就能对比不同形状的树干在大风下的适应情况了。
由图可以看出，三菱柱和矩形的任何面和任何角，风阻系数都高于圆柱。所以，在自然进化过程中，后两者会最先被吹到，然后被淘汰掉。
风阻系数比球小的，仅仅只有半球，水滴，以及半水滴。由于半水滴不利于形成卡门漩涡，风阻系数反而比水滴更大。半球存在一个直面，风阻系数可达到1，同样也不用在考虑。
那么，唯一能够与球（或柱状），一比高下的就只有水滴了：
水滴的确很厉害，通过强相互作用力，表面绝对光滑，无坚不摧……
抱歉，有点串戏了。
图表中的水滴形状，前段的椭圆面弧形足够的弯曲，且后端也足以形成卡门漩涡，所以正好处于最优解的状态，存在几乎最小的风阻系数。
金枪鱼这样的游泳健将，正是把自己进化（实际是被竞争淘汰成这样）成水滴的形状：
理论上来说，如果某一个星球的风，只往一个方向吹，的确有可能长出水滴形状的树干来。
但我们是在地球，虽然地球上的风存在季风规律，但总有一些时候，四面八方都可能来风。
水滴的侧面有点像不太规整的1/4球面+1/4的直角面，预估风阻系数在0.6左右，大于球面风阻系数。
哪怕对于某个环境，侧面吹暴风的概率较小，但一经发生，面临的便是直接被淘汰。
所以说，对于存在自有风向的地球，水滴形状的树干同样是不利于生存的。
而不规则的三菱柱，和水滴是同样的道理。即便不规则三菱柱，某一个角存在尖尖的锐角，能降低风阻系数，但其它的直面和钝角，也足以大大增加风阻系数，不利于生存。
总之，圆柱这种四面八方都具有较小的风阻系数，且风阻几乎相等时，才是最利于生存的。
地球上的生物要么受到空气阻力，要么受到水的阻力，所以生物相当多的结构都具有球面或者圆柱的形状。
这个和石头被磨成鹅卵石，或异曲同工。
1.树木变粗的原因是形成层细胞分裂
2.形成层细胞分裂速度基本上相同
所以，同样分裂一次的情况下，
平面刚好铺满一层，依旧是个平面
凹陷的地方会多出几个细胞
凸起的地方会少几个细胞
长此以往分裂次数多了，凹陷凸起棱棱角角都会被新产生的细胞抹平，所以不管先开始是什么样子，长到最后都会变成平平无奇的圆
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