每周學一課006帶刺的植物——努力進化

小時候，喜歡和小夥伴翻山越嶺，穿梭在我們家附近的黃土溝里，跑著跑著一陣刺痛，胳膊上被扎了一根刺，回頭去看，發現是一株跟我差不多高的渾身都是刺的灌木（那時候還不知道灌木這個概念），結著紅色的果子，看著很誘人，然後問姐姐這是啥？能吃嗎？姐姐說是酸棗（Ziziphus jujube var. spinosa），可以吃。遂小心摘了一顆，放入口中咀嚼。哇！這麼酸！不過後面回味還有一絲甜味。當時就在想，這植物，結的果子還可以，為什麼要長刺，扎人，差評。

酸棗（攝於甘肅省鎮原縣，示枝刺）

後來慢慢長大，認識了更多的植物，發現不只有酸棗這種灌木長刺，還有很多植物長刺，比如仙人掌（Opuntia stricta var.dillenii）、玫瑰（Rosa rugosa）、棗（Ziziphus jujuba）、蒼耳（Xanthium sibiricum）、皂莢（Gleditsia sinensis）、花椒（Zanthoxylum bungeanum）等，來到湖北讀書，工作後去其他省市出差，也見到更多的帶刺的植物，比如枸骨（Ilex cornuta）、枳（Poncirus trifoliata）、杠板歸（Polygonum perfoliatum）、刺天茄（Solanum violaceum）（這個可是外來入侵物種哦！）、豪豬刺（Berberis julianae）、楤木（Aralia chinensis）等。

這麼多的植物長出尖刺究竟是因為什麼？這些刺又有什麼不同？

帶著這兩個問題，以及之前學習的植物學知識，查找了一些資料，和大家一起分享一下。

植物為什麼要長刺？大概是適應環境的一種進化特徵吧，用達爾文的話解釋就是「物競天擇，適者生存」，只有能更好地適應不斷變化的環境，才能繁衍生存下去。植物是這樣，動物是這樣，包括我們人類也是這樣，只有不斷地進步，才能不被快速變化的環境、高速發展的社會淘汰。

植物長刺適應環境大概有三種類型：

（一）長刺為了防止被食草動物吃掉；例如木香花（Rosa banksiae），長有芳香艷麗的花朵，為了防止被食草動物吃掉，進化出了刺，讓動物遠離他們；

（二）適應乾旱的環境；例如原產墨西哥的仙人掌，就是為了適應乾旱的環境，仙人掌的葉子進化為短短的小刺，以減少水分蒸發，亦能作為阻止動物吞食的武器。其莖特化為肥厚含水的形狀，具有刺座，刺座具代謝活性而且可長出針狀葉，並可生出另一器官如莖或果實。

（三）種子帶刺利用動物進行傳播；例如小學課文學習的蒼耳，果實外面長有鉤狀刺，在種子成熟後可以鉤在過往動物的毛髮上，借動物活動來傳播種子。

這些適應環境長出的刺又有多種類型：

（一）枝刺：枝刺是枝的變態，是枝條或腋芽變態發育而成的刺狀物，枝刺從莖的內部產生，和莖的維管束是相連的，一般不容易折斷或剝離。常見類群就有前文提到的酸棗，還有刺榆屬（Hemiptelea）、柘屬（Cudrania）、火棘屬（Pyracantha），山楂屬（Crataegus），木瓜屬（Chaenomeles）、皂莢屬（Gleditsia）、枳屬（Poncirus）、雀梅藤屬（Sageretia），鼠李屬（Rhamnus）、枸杞屬（Lycium）等。

（二）皮刺：皮刺由植物體的表皮或皮層形成的尖銳突起的部分。常見類群就有葎草屬（Humulus）、蓼屬（Polygonum）中的杠板歸，刺蓼等、懸鉤子屬（Rubus），薔薇屬（Rosa）、含羞草屬（Mimosa）、雲實屬（Caesalpinia）、花椒屬（Zanthoxylum）、五加屬（Acanthopanax）、刺楸屬（Kalopanax）、茜草屬（Rubia）、菝葜屬（Smilax）等。

花椒（示皮刺）

（三）葉刺：變態葉的一種，某些旱生植物，如仙人掌屬（Opuntia）植物，葉已退化成針狀的刺，縮小蒸騰面積，以適應乾旱的環境；又如小檗屬（Berberis）植物長枝上的葉變態成三叉狀的刺，在其腋間長出短枝，生有正常葉；刺槐屬（Robinia）複葉，基部的刺是由托葉變成的，亦屬葉刺。此外，尚有葉的一部分變成葉刺的，如紅花（Carthamus tinctorius）和飛廉（Carduus nutans）等。

仙人球（示葉刺）

托葉刺，葉刺的一種。是植物的托葉變形為尖銳的刺，如刺槐（Robinia pseudoacacia）等。

（四）果實刺（這個詞是我自己這樣叫的，指那些果實上面帶刺的植物，請大家指教）：常見植物有蒼耳，蒼耳果實的刺其實為特化的總苞，有疏生的具鉤狀的刺，可以用來在種子成熟後通過動物活動來傳播。其餘還有曼陀羅（Datura stramonium），蒴果表面生有刺；金櫻子（Rosa laevigata）果實的刺為花托發育而成的假果上的刺毛；刺角瓜（Cucumis meluliferus）果實的刺為果皮表面的瘤刺；榴槤（Durio zibethinus）的為堅實的果皮密生的三角形刺；栗（Castanea mollissima）的果實的刺為由總苞發育來的殼斗外的刺。

蒼耳（示果實刺，攝於湖北省巴東縣）

可見果實的刺的類型多種多樣，也許這樣的歸類難以說明刺的來源，不過為了符合本期的主題——植物的進化，還是將果實的刺歸在一起反映植物為了適應環境而進化。還請各位讀者批評指正。

作者簡介：張旭新，2017年畢業於黃岡師範學院，專業生物科學，現任職於武漢市伊美凈科技發展有限公司植物技術員。熱愛生活，熱愛植物，希望和大家相互學習分享關於植物的小知識。

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