小时候,喜欢和小伙伴翻山越岭,穿梭在我们家附近的黄土沟里,跑着跑着一阵刺痛,胳膊上被扎了一根刺,回头去看,发现是一株跟我差不多高的浑身都是刺的灌木(那时候还不知道灌木这个概念),结着红色的果子,看着很诱人,然后问姐姐这是啥?能吃吗?姐姐说是酸枣(Ziziphusjujubevar.spinosa),可以吃。遂小心摘了一颗,放入口中咀嚼。哇!这么酸!不过后面回味还有一丝甜味。当时就在想,这植物,结的果子还可以,为什么要长刺,扎人,差评。

酸枣(摄于甘肃省镇原县,示枝刺)

后来慢慢长大,认识了更多的植物,发现不只有酸枣这种灌木长刺,还有很多植物长刺,比如仙人掌(Opuntiastrictavar.dillenii)、玫瑰(Rosarugosa)、枣(Ziziphusjujuba)、苍耳(Xanthiumsibiricum)、皂荚(Gleditsiasinensis)、花椒(Zanthoxylumbungeanum)等,来到湖北读书,工作后去其他省市出差,也见到更多的带刺的植物,比如枸骨(Ilexcornuta)、枳(Poncirustrifoliata)、杠板归(Polygonumperfoliatum)、刺天茄(Solanumviolaceum)(这个可是外来入侵物种哦!)、豪猪刺(Berberisjulianae)、楤木(Araliachinensis)等。

这么多的植物长出尖刺究竟是因为什么?这些刺又有什么不同?

带着这两个问题,以及之前学习的植物学知识,查找了一些资料,和大家一起分享一下。

植物为什么要长刺?大概是适应环境的一种进化特征吧,用达尔文的话解释就是“物竞天择,适者生存”,只有能更好地适应不断变化的环境,才能繁衍生存下去。植物是这样,动物是这样,包括我们人类也是这样,只有不断地进步,才能不被快速变化的环境、高速发展的社会淘汰。

植物长刺适应环境大概有三种类型:

(一)长刺为了防止被食草动物吃掉;例如木香花(Rosabanksiae),长有芳香艳丽的花朵,为了防止被食草动物吃掉,进化出了刺,让动物远离他们;

(二)适应干旱的环境;例如原产墨西哥的仙人掌,就是为了适应干旱的环境,仙人掌的叶子进化为短短的小刺,以减少水分蒸发,亦能作为阻止动物吞食的武器。其茎特化为肥厚含水的形状,具有刺座,刺座具代谢活性而且可长出针状叶,并可生出另一器官如茎或果实。

(三)种子带刺利用动物进行传播;例如小学课文学习的苍耳,果实外面长有钩状刺,在种子成熟后可以钩在过往动物的毛发上,借动物活动来传播种子。

这些适应环境长出的刺又有多种类型:

(一)枝刺:枝刺是枝的变态,是枝条或腋芽变态发育而成的刺状物,枝刺从茎的内部产生,和茎的维管束是相连的,一般不容易折断或剥离。常见类群就有前文提到的酸枣,还有刺榆属(Hemiptelea)、柘属(Cudrania)、火棘属(Pyracantha),山楂属(Crataegus),木瓜属(Chaenomeles)、皂荚属(Gleditsia)、枳属(Poncirus)、雀梅藤属(Sageretia),鼠李属(Rhamnus)、枸杞属(Lycium)等。

(二)皮刺:皮刺由植物体的表皮或皮层形成的尖锐突起的部分。常见类群就有葎草属(Humulus)、蓼属(Polygonum)中的杠板归,刺蓼等、悬钩子属(Rubus),蔷薇属(Rosa)、含羞草属(Mimosa)、云实属(Caesalpinia)、花椒属(Zanthoxylum)、五加属(Acanthopanax)、刺楸属(Kalopanax)、茜草属(Rubia)、菝葜属(Smilax)等。

花椒(示皮刺)

(三)叶刺:变态叶的一种,某些旱生植物,如仙人掌属(Opuntia)植物,叶已退化成针状的刺,缩小蒸腾面积,以适应干旱的环境;又如小檗属(Berberis)植物长枝上的叶变态成三叉状的刺,在其腋间长出短枝,生有正常叶;刺槐属(Robinia)复叶,基部的刺是由托叶变成的,亦属叶刺。此外,尚有叶的一部分变成叶刺的,如红花(Carthamustinctorius)和飞廉(Carduusnutans)等。

仙人球(示叶刺)

托叶刺,叶刺的一种。是植物的托叶变形为尖锐的刺,如刺槐(Robiniapseudoacacia)等。

(四)果实刺(这个词是我自己这样叫的,指那些果实上面带刺的植物,请大家指教):常见植物有苍耳,苍耳果实的刺其实为特化的总苞,有疏生的具钩状的刺,可以用来在种子成熟后通过动物活动来传播。其余还有曼陀罗(Daturastramonium),蒴果表面生有刺;金樱子(Rosalaevigata)果实的刺为花托发育而成的假果上的刺毛;刺角瓜(Cucumismeluliferus)果实的刺为果皮表面的瘤刺;榴莲(Duriozibethinus)的为坚实的果皮密生的三角形刺;栗(Castaneamollissima)的果实的刺为由总苞发育来的壳斗外的刺。

苍耳(示果实刺,摄于湖北省巴东县)

可见果实的刺的类型多种多样,也许这样的归类难以说明刺的来源,不过为了符合本期的主题——植物的进化,还是将果实的刺归在一起反映植物为了适应环境而进化。还请各位读者批评指正。

作者简介:张旭新,年毕业于黄冈师范学院,专业生物科学,现任职于武汉市伊美净科技发展有限公司植物技术员。热爱生活,热爱植物,希望和大家相互学习分享关于植物的小知识。

张旭新

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