從植物形態學角度解析西瓜為何多呈圓形，主要涉及以下幾個關鍵因素：
初始形態：子房的球形基礎
- 西瓜是瓠果（Pepo），由下位子房發育而來。在開花前，雌蕊的子房已經形成。
- 西瓜花的子房在授粉前通常呈近似球形或短橢圓形。這個初始的三維幾何結構為后續果實的發育奠定了形狀基礎。就像一顆種子或胚胎，最初的形態往往趨向于最對稱、最緊湊的形式——球形。
均勻擴張的生長模式
- 果實發育的核心是細胞的分裂和膨大。
- 在理想條件下（養分、水分、光照充足且均勻），西瓜果實的各個部位（縱向、橫向、徑向）受到的生長刺激和限制相對均等。
- 細胞在三維空間內均勻地分裂和膨大時，最自然的擴張方式就是向各個方向等量生長。這種各向同性的生長最容易導致球形的形成。想象一下吹氣球，均勻的壓力會讓氣球變成球形。
能量效率與表面積體積比
- 球形是自然界中在給定體積下擁有最小表面積的幾何體。這對植物有重要意義：
- 節省構建材料（果皮）： 要包裹住一定體積的果肉（胎座組織），球形需要的果皮面積最小。這意味著植物可以用更少的資源（如纖維素、木質素等）來構建保護性的果皮。
- 減少水分蒸發： 較小的表面積也意味著通過果皮散失的水分更少，這對于在炎熱干燥環境下保持果實多汁性很重要。
- 結構穩定性： 球形結構在承受內部膨壓（由多汁果肉產生）和外部壓力（如風、輕微碰撞）時，應力分布最均勻，不易破裂或變形。
藤蔓懸掛與重力影響
- 西瓜果實通常由藤蔓懸掛生長。在重力作用下，一個均勻生長的物體傾向于形成一種流體靜力平衡狀態，即表面張力最小化。對于軟質的、內部充滿液體的組織（如發育中的果實），球形或橢球形就是這種平衡狀態的表現。這有助于果實穩定地懸掛在藤上，減少因形狀不規則導致的自重應力集中和脫落風險。
物質運輸效率
- 果實發育需要從植株其他部分（主要是葉片）通過維管束（輸導組織）源源不斷地輸入水分、糖分、礦物質等營養物質。
- 一個近似球形的果實，其核心到表面的距離相對均勻。維管束從果柄處（連接藤蔓的點）向果實內部輻射狀分布。球形結構使得維管束網絡可以相對均勻地覆蓋整個果實，營養物質能夠更高效、更均勻地輸送到果實的各個部位，促進整個果實同步、均勻地膨大。如果形狀過于不規則，某些區域（如尖銳的棱角）可能因距離維管束太遠而得不到充足的養分，導致發育不良或畸形。
總結來說：
西瓜的圓形是其在長期進化過程中，為適應生存和繁衍而形成的一種高度優化的形態。它源于其子房的初始球形結構，并在均勻的生長擴張模式、追求能量效率（最小表面積/體積比）、結構穩定性需求、懸掛生長下的重力平衡以及高效的物質運輸需求等多種植物形態學力量的共同作用下，被選擇和強化出來的結果。這種形態最大限度地平衡了資源投入、保護需求、發育效率和結構穩定性。
補充說明：
- 并非絕對圓形： 實際上，很多西瓜品種是橢圓形或長橢圓形的（如橄欖球狀）。這通常是由于縱向（軸向）的生長速率略快于橫向（徑向）的生長速率造成的。這種差異可能由基因決定，也可能受環境因素（如光照方向、養分供應）輕微影響。但即使如此，其基本形態仍遵循上述原理，只是各向同性略有偏差。
- 人工選育： 人類在栽培過程中，也傾向于選擇那些形狀規則（圓形或勻稱橢圓形）、大小適中、便于運輸和堆放的品種進行培育，進一步強化了西瓜的“圓”形特征。
因此，西瓜的“圓”是植物內在生長機制與外部環境約束共同作用的杰作，體現了自然界的效率與和諧之美。
