天天最资讯丨为什么仙人掌会长刺呢？

2022-07-08 08:49:31 来源：科普中国

提起仙人掌，大家脑海中第一个想到的会是什么？是那扎人的“尖刺”？还是像手掌一样的“叶子”？还记得小时候第一次看到仙人掌，好奇之下，我伸手去抚摸仙人掌那厚厚的“叶子”，顿时一阵刺痛袭来，缩手一看发现许多尖刺扎在手指上。这段“好奇之旅”至今仍让我记忆犹新。

时隔多年，在书上看到关于仙人掌的介绍，才知道一直以来对仙人掌的认知有些许的偏差。原来，当年扎了自己的竟然是仙人掌的叶子！恶劣的环境没有限制它的生长，仙人掌甚至用自己的智慧为自己打造了一副“拉风铠甲”。

仙人掌图片来源：nwf.org

(相关资料图)

Part.1

“叶”非叶，“刺”非刺

咱们常说的“仙人掌”其实是个大家族，里头的成员可真不少，不过咱们今天要聊的话题可不是仙人掌有多少物种，而是这类植物中一个很特殊的形态性状——刺(Spines)。如果仔细观察仙人掌的“叶片”，我们会在上面看到稀疏分布的小窠(kē)；小窠多为圆形，直径大概有3-5毫米，上面经常簇生有许多小刺。

仙人掌上的小窠和上面的尖刺图片来源：popsci.com

事实上，这些尖刺才是仙人掌真正的叶子，不过已经极度退化，一点也没有我们常见的植物的叶片的模样。这些高度特化的叶子是仙人掌防御食草动物的利器，同时还可以帮助防止水分的流失。而我们常认为是叶子的部分，其实只是仙人掌肉质化的茎罢了，在没有真叶的情况下，仙人掌依靠这些肉质扁平茎来进行光合作用。

为什么仙人掌的叶片会退化成这幅和叶子八杆子也打不着的模样呢？这还得从仙人掌所处的环境说起。仙人掌原产于美洲，广泛分布于巴西、巴拉圭、乌拉圭及阿根廷等地的荒漠及干旱地区，这些区域常年炎热干旱、降雨稀少，为了减少叶片的蒸腾作用和水分流失，仙人掌才长成了这幅奇怪的样子。用一句话来概括，仙人掌真是“叶”非叶，“刺”非刺，“刺”是叶的退化，茎却长成了叶的模样。

仙人掌生长在干旱炎热的环境图片来源：vermontpublic.org

Part.2

刺虽小，可作用大着呢

虽然仙人掌的叶片已经不再具有光合作用的能力，退化为了尖刺，但俗话说的好，存在即是合理，这些尖刺也有着大家想不到的作用。

正如前文中提到的，仙人掌的刺对于它们来说是一件很好的盔甲，可以用于防御食草动物的啃食，但它们的作用并不仅限于此，小尖刺，也有大作用。

大家猜一猜看，下面这幅图片是什么？是不是像一朵雪花？

白星的刺，像一朵雪花图片来源：popsci.com

其实，这是一种叫做白星(Mammillaria plumosa)的仙人掌的刺，这种刺像摄影伞一样，是一种光线调节器，可以漫射光线，这意味着它们可以将光线散布到更大的区域，这确保了即使仙人掌长在阴凉的地方，也可以获得足够的光照来进行光合作用。

除此之外，仙人掌的刺还有集水的作用，如果我们在显微镜下观察仙人掌的刺，就会发现看似光滑的刺上其实有着许许多多的小尖刺，这些尖刺有助于水汽的凝结，当水汽凝结为水珠后，就会顺着仙人掌的刺滴到土壤中，也算是仙人掌适应干旱环境的一个措施了。

仙人掌的刺图片来源：popsci.com

除了防御和收集水分，仙人掌的刺还有其他妙用。种过仙人掌的朋友们可能都知道，仙人掌的每一块茎都有能力在土壤中扎根，并成长为新的个体。有一些仙人掌的茎很容易折断，他们靠肉质茎上的刺挂在经过的动物身上，从而传播到更远的地方。

嘿，小小的尖刺，蕴含着植物的大智慧。

Part.3

拔出那根令人讨厌的刺

虽说仙人掌的刺对于仙人掌有着多种多样的作用，但是对于咱们人类而言，这些小刺可太烦了。小时候因为好奇心抚摸了仙人掌，事后处理这些细刺的过程却让人直呼“我怎么就管不住这手呢”？

当然，这些刺的攻击并不致命，但很多仙人掌的刺的尖端会带有倒钩，倒钩扎进皮肤后会刺激皮肤或者引起感染，如果处理不当，没能取出刺的尖端，就会导致持续很久的疼痛。

仙人掌刺的尖端的倒钩图片来源：参考文献2

当被仙人掌的刺扎了以后，我们最好先处理掉和刺相连的肉质茎，然后再根据刺的类型决定如何处理。

仙人掌的直刺是最容易处理的，拔出就万事大吉，但是如果被前面提到的那种带着倒钩的和长矛一样的刺扎进皮肤，那就需要更细致的处理。我们可以尝试用消毒后的针头或者镊子把残余的刺挑出，当然也可以试着用胶带之类的粘性物品试着将倒钩从皮肤中拉出来。大家千万不要尝试用嘴和牙齿做这项工作，小倒钩入嘴，或许会酿成“大惨剧”。

不过，仙人掌这种植物，难道不是远远地望一眼就可以了吗？毕竟人家已经用实际行动告诉了我们——我很危险，不要靠近，会变得不幸。

参考文献:

[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.

出品：科普中国

作者：EVEE（北京大学生命科学学院）

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关键词：仙人掌的刺光合作用