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物种故事 | 量天尺:缘何能“量天”?

发布日期:2023-02-14  来源:中国科学院武汉植物园  作者:张莉俊  浏览次数:3707
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核心提示:火龙果你一定吃过,有白肉的还有红肉的,果肉有淡淡的香味和甜味。火龙果因其外表的肉质鳞片似蛟龙外鳞而得名,具有很高的营养价值。除了直接食用,用火龙果和酸奶榨一杯酸酸甜甜的火龙果奶昔,也是一种不错的选择。各种各样的火龙果然而,你知道火龙果是什么植物的果实吗?你一定没想到,火龙果是一种仙人掌类植物!火龙果的原生种之一——量天尺火龙果是仙人掌

火龙果你一定吃过,有白肉的还有红肉的,果肉有淡淡的香味和甜味。火龙果因其外表的肉质鳞片似蛟龙外鳞而得名,具有很高的营养价值。除了直接食用,用火龙果和酸奶榨一杯酸酸甜甜的火龙果奶昔,也是一种不错的选择。

各种各样的火龙果

然而,你知道火龙果是什么植物的果实吗?你一定没想到,火龙果是一种仙人掌类植物!

火龙果的原生种之一——量天尺

火龙果是仙人掌科量天尺属的栽培品种。量天尺,从它的名字可以看出,这种植物善于攀缘悬崖绝壁,无限蔓延。那么是什么让它有这样的能力呢?答案要从量天尺的肉质茎说起。

什么是肉质茎?

大家知道,植物的茎有很多种变态类型,有鳞茎、球茎、根茎、茎卷须、茎刺和叶状茎等。今天给大家介绍的变态茎叫肉质茎。肉质茎是肉质、肥大、多汁的变态茎。仙人掌类植物大多具有肉质茎,有球状、块状、多棱柱等形状,富含水分和营养物质,并含叶绿体,可以进行光合作用,茎上有变为刺状的变态叶。量天尺也是具有肉质茎的攀缘灌木,叶片退化成了小刺,靠宽大的肉质茎进行光合作用。量天尺的肉质茎呈三棱形,又被叫做“三棱箭”或“三棱柱”。茎上可产生无数气生根,就像它的“手”和“脚”,可使它在树干、岩石、墙壁,甚至是悬崖峭壁上,大展身手,丈量天际。

量天尺

量天尺生活在什么样的环境中?

一说到仙人掌科的植物,大家可能都认为它生活在热带沙漠中。的确有很多仙人掌科植物原产于干旱荒漠或草原地带,但并不是所有仙人掌科的植物都生活在沙漠中,量天尺就是这样的例外。它并不生长在热带沙漠中,相反它生活在热带森林中。在量天尺原本的生境里,它是一类附生生活的仙人掌,它可以附生在树木或岩石上,所以它和我们常见的地生仙人掌在形态上有很大的区别。

陆生型仙人掌和附生型仙人掌的区别

由于生存环境有明显的差别,不同类型的仙人掌在形态和习性上产生了差异。人们习惯把产于荒漠和草原等地的仙人掌称为陆生类型,而将产于热带森林的仙人掌称为附生类型。

在形态上,陆生类型的变态茎相对较肥厚,表皮角质层较厚,棱多并具疣状突起,根系分布广而浅,少数具膨大的肉质根,很多种类密生长刺、长毛。附生类型通常生长在热带森林的中上层,根一般不直接扎在土壤里,而是扎在树干洞穴或树杈处堆积的腐殖质中,水分供应受到一定的限制,但不像陆生类型每年要经受几个月的旱季。附生类型的茎虽已肉质化,但肥厚度较差、表面积较大,表皮不具角质层或角质较薄,棱少而不具疣突,刺毛稀少且短,甚至没有。附生类型的种类常具气根,主要起攀缘作用。当气根接触到富含养料、水分的地方,可以长出须根进行吸收,这种器官及其功能是陆生类型种类所不具备的。

附生现象

刚刚提到,在热带森林或雨林中,仙人掌多为附生类型,那什么是附生呢?这是一类常见的现象,有些植物为了在密闭的雨林中获得更多的阳光,将家迁移到树干上,用根“握住”树枝或树杈。除了一些仙人掌,还有兰花、凤梨、蕨类等都是附生植物。在这里需要提醒大家的是,附生并不等同于寄生,附生植物能跟其依附的大树和平共处。

植物的附生现象是热带雨林的主要标志性特征之一,形成这种现象的原因主要在于满足一定的环境条件。一是环境的空气湿度大,二是附主表面有一定的腐殖质存在。附生现象广泛存在于植物间,在热带与亚热带的森林里最为常见。在热带雨林里,有时一棵大树上附生的植物种类有数十种。花开季节,这些附生植物变得绚丽多彩,特别是到了四五月,一串串一簇簇悬垂附生的花朵开满树体,散发馨香,放眼四望,犹如一座美丽的“空中花园”。这是热带雨林特有的景观,令人心旷神怡、流连忘返。

美丽的“空中花园”

量天尺的茎为什么会“变态”?

附生让量天尺得到了一定量的光照,但是根没有扎在土壤中,便不能确保充足的水分来源,量天尺为了适应这样的环境,需要一些改变,这便是我们要了解的下一个问题,量天尺的茎为什么会变态?

量天尺产生这一变化的主要原因,和它的生活方式有很大的关系。植物的叶片肩负着光合作用的重大使命,然而它同时具有大量的气孔,这也导致了植物体内的水分大量向外散失。在附生的条件下,水分的获取尤为不易,所以它们逐渐将叶子退化成刺状,这样便可以减少叶面蒸腾作用,从而储存水分用于度过旱季。同时,为了弥补叶退化而光合作用面积减少这一缺陷,它们的茎开始变得肉质,并产生了叶绿素,就这样,茎代替叶进行了光合作用,从而出现了我们看到的肉质茎。因此仙人掌的肉质茎具有光合作用的重要功能。

火龙果肉质茎的努力

火龙果通过叶片退化为针刺状、靠近复表皮的皮层细胞特化为栅栏组织,使植物体在减小叶片表面积、降低蒸腾作用的同时,可有效进行光合作用,并在干旱时有效减少水分蒸发。

火龙果的复表皮覆盖着较厚的角质层,可以有效减少体表面水分蒸发,较厚的角质层还可以起到机械支撑的作用,使得植株处于干旱环境时,不会因大量失水而立即萎蔫,因此较厚的角质层可以增强抗旱性。

火龙果的表皮气孔下陷并有较大的孔下室,可以形成湿润的小环境,从而抑制体内水分的蒸发,使其在干旱环境下,体内仍保持较充足的水分。

网状排列的维管组织,增强了茎的机械支撑能力和水分运输能力,提高了火龙果对干旱的适应能力。

火龙果茎内大量的含晶细胞,起到了储存营养物质的作用,提高了细胞的渗透压和保水性。水分充足时,含晶细胞可以吸收并保存水分;当处于干旱环境时,可以为周围的细胞提供水分。

制作火龙果观赏小盆栽

好吃的火龙果还有另外一个功能,其种子很容易发芽,大家不妨自制一盆治愈系观赏小盆栽。

首先,借助勺子、网袋等工具,把果实种子筛出来,然后选取合适或有创意的种植盆,填以各种土壤介质,撒上种子,想加快速度的话可以覆膜,1周后便有1厘米高的芽,2周后长至2厘米。种子最好撒多点,这样才会营造出满盆绿色、欣欣向荣的景象。4个月后,植株开始出现小刺,半年后,便有仙人掌的模样了。有时工作累了,打理并欣赏一下自己种的植物,心情会平静且舒适。

小小的火龙果背后,居然隐藏着这么多的科学知识,当你吃它的时候一定要想起这篇文章!

责任编辑:宋晰

 
 
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