自然科普:為什么仙人掌會(huì)長刺呢?
來源:科普中國
發(fā)布時(shí)間:2022-07-08
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提起仙人掌,大家腦海中第一個(gè)想到的會(huì)是什么?是那扎人的“尖刺”?還是像手掌一樣的“葉子”?還記得小時(shí)候第一次看到仙人掌,好奇之下,我伸手去撫摸仙人掌那厚厚的“葉子”,頓時(shí)一陣刺痛襲來,縮手一看發(fā)現(xiàn)許多尖刺扎在手指上。這段“好奇之旅”至今仍讓我記憶猶新。

時(shí)隔多年,在書上看到關(guān)于仙人掌的介紹,才知道一直以來對(duì)仙人掌的認(rèn)知有些許的偏差。原來,當(dāng)年扎了自己的竟然是仙人掌的葉子!惡劣的環(huán)境沒有限制它的生長,仙人掌甚至用自己的智慧為自己打造了一副“拉風(fēng)鎧甲”。

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仙人掌 圖片來源:nwf.org

Part.1

“葉”非葉,“刺”非刺

咱們常說的“仙人掌”其實(shí)是個(gè)大家族,里頭的成員可真不少,不過咱們今天要聊的話題可不是仙人掌有多少物種,而是這類植物中一個(gè)很特殊的形態(tài)性狀——刺(Spines)。如果仔細(xì)觀察仙人掌的“葉片”,我們會(huì)在上面看到稀疏分布的小窠(kē);小窠多為圓形,直徑大概有3-5毫米,上面經(jīng)常簇生有許多小刺。

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仙人掌上的小窠和上面的尖刺 圖片來源:popsci.com

事實(shí)上,這些尖刺才是仙人掌真正的葉子,不過已經(jīng)極度退化,一點(diǎn)也沒有我們常見的植物的葉片的模樣。這些高度特化的葉子是仙人掌防御食草動(dòng)物的利器,同時(shí)還可以幫助防止水分的流失。而我們常認(rèn)為是葉子的部分,其實(shí)只是仙人掌肉質(zhì)化的莖罷了,在沒有真葉的情況下,仙人掌依靠這些肉質(zhì)扁平莖來進(jìn)行光合作用。

為什么仙人掌的葉片會(huì)退化成這幅和葉子八桿子也打不著的模樣呢?這還得從仙人掌所處的環(huán)境說起。仙人掌原產(chǎn)于美洲,廣泛分布于巴西、巴拉圭、烏拉圭及阿根廷等地的荒漠及干旱地區(qū),這些區(qū)域常年炎熱干旱、降雨稀少,為了減少葉片的蒸騰作用和水分流失,仙人掌才長成了這幅奇怪的樣子。用一句話來概括,仙人掌真是“葉”非葉,“刺”非刺,“刺”是葉的退化,莖卻長成了葉的模樣。

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仙人掌生長在干旱炎熱的環(huán)境 圖片來源:vermontpublic.org

Part.2

刺雖小,可作用大著呢

雖然仙人掌的葉片已經(jīng)不再具有光合作用的能力,退化為了尖刺,但俗話說的好,存在即是合理,這些尖刺也有著大家想不到的作用。

正如前文中提到的,仙人掌的刺對(duì)于它們來說是一件很好的盔甲,可以用于防御食草動(dòng)物的啃食,但它們的作用并不僅限于此,小尖刺,也有大作用。

大家猜一猜看,下面這幅圖片是什么?是不是像一朵雪花?

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白星的刺,像一朵雪花 圖片來源:popsci.com

其實(shí),這是一種叫做白星(Mammillaria plumosa)的仙人掌的刺,這種刺像攝影傘一樣,是一種光線調(diào)節(jié)器,可以漫射光線,這意味著它們可以將光線散布到更大的區(qū)域,這確保了即使仙人掌長在陰涼的地方,也可以獲得足夠的光照來進(jìn)行光合作用。

除此之外,仙人掌的刺還有集水的作用,如果我們?cè)陲@微鏡下觀察仙人掌的刺,就會(huì)發(fā)現(xiàn)看似光滑的刺上其實(shí)有著許許多多的小尖刺,這些尖刺有助于水汽的凝結(jié),當(dāng)水汽凝結(jié)為水珠后,就會(huì)順著仙人掌的刺滴到土壤中,也算是仙人掌適應(yīng)干旱環(huán)境的一個(gè)措施了。

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仙人掌的刺 圖片來源:popsci.com

除了防御和收集水分,仙人掌的刺還有其他妙用。種過仙人掌的朋友們可能都知道,仙人掌的每一塊莖都有能力在土壤中扎根,并成長為新的個(gè)體。有一些仙人掌的莖很容易折斷,他們靠肉質(zhì)莖上的刺掛在經(jīng)過的動(dòng)物身上,從而傳播到更遠(yuǎn)的地方。

嘿,小小的尖刺,蘊(yùn)含著植物的大智慧。

Part.3

拔出那根令人討厭的刺

雖說仙人掌的刺對(duì)于仙人掌有著多種多樣的作用,但是對(duì)于咱們?nèi)祟惗?,這些小刺可太煩了。小時(shí)候因?yàn)楹闷嫘膿崦讼扇苏?,事后處理這些細(xì)刺的過程卻讓人直呼“我怎么就管不住這手呢”?

當(dāng)然,這些刺的攻擊并不致命,但很多仙人掌的刺的尖端會(huì)帶有倒鉤,倒鉤扎進(jìn)皮膚后會(huì)刺激皮膚或者引起感染,如果處理不當(dāng),沒能取出刺的尖端,就會(huì)導(dǎo)致持續(xù)很久的疼痛。

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仙人掌刺的尖端的倒鉤 圖片來源:參考文獻(xiàn)2

當(dāng)被仙人掌的刺扎了以后,我們最好先處理掉和刺相連的肉質(zhì)莖,然后再根據(jù)刺的類型決定如何處理。

仙人掌的直刺是最容易處理的,拔出就萬事大吉,但是如果被前面提到的那種帶著倒鉤的和長矛一樣的刺扎進(jìn)皮膚,那就需要更細(xì)致的處理。我們可以嘗試用消毒后的針頭或者鑷子把殘余的刺挑出,當(dāng)然也可以試著用膠帶之類的粘性物品試著將倒鉤從皮膚中拉出來。大家千萬不要嘗試用嘴和牙齒做這項(xiàng)工作,小倒鉤入嘴,或許會(huì)釀成“大慘劇”。

不過,仙人掌這種植物,難道不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地望一眼就可以了嗎?畢竟人家已經(jīng)用實(shí)際行動(dòng)告訴了我們——我很危險(xiǎn),不要靠近,會(huì)變得不幸。

參考文獻(xiàn):

[1]Mauseth, J. D. (2006). Structure–function relationships in highly modified shoots of Cactaceae. Annals of Botany, 98(5), 901-926.

[2]Liu, H., Liu, S., Jiao, J., Lu, T. J., & Xu, F. (2017). Trichomes as a natural biophysical barrier for plants and their bioinspired applications. Soft Matter, 13(30), 5096-5106.


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