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仙人掌是怎么变成多肉植物的?

发布时间:2023-01-18
来源:园林园艺中心

仙人掌科植物(Cactaceae)是当今多肉植物中的大家族,起源于美洲,很多种类已被广泛栽培。仙人掌是如此著名,以至于有人把仙人掌当作了多肉植物的代名词,可见这个家族在人们心中的知名度是很高的。多肉植物,通常拥有肥厚的储水组织以对付干旱环境。有些用叶片储水,有些则以茎储水,仙人掌科植物选择了后者,并且能以意想不到的方式改变茎的形态。不仅如此,这个家族保留了它进化路径上不少关键节点的物种,让我们能够看到它是如何从一棵普通的树,逐渐变成各种形态奇特的多肉植物的。

现存最原始的仙人掌科植物是木麒麟属(Pereskia)。它们的茎还不甚肉质,叶片完整,并且刺也已经出现了。叶和刺同时存在,说明流传甚广的仙人掌的叶退化成了刺的说法,是错误的。

仙人掌科向旱生发展的第二步,是茎缩短变粗并肉质化,叶退化成肉芽状,且容易脱落,仅在嫩茎顶部短期存在。例如将军柱(Austrocylindropuntia subulata)就是代表之一。我们熟知的仙人掌属(Opuntia)在这一基础上茎进一步变扁,以扩大光合作用的面积。同时茎的顶芽也失去了持续生长的能力,因此才能形成一片片的。这一步中还有一些种类的茎变成了球形,例如足球团扇(Tephrocactus bonnieae),可以更好的储存水分。

第三步是叶片完全退化消失,茎表面向外突起,形成疣突和纵棱。有些种类的疣突变得有大又长,很像叶子,例如光山(Leuchtenbergia principis)、龙舌兰牡丹(Ariocarpus agavoides)和美杜莎(Astrophytum caput-medusae)等,它们也确实是以茎的突起来行使被抛弃的叶的功能,让人不禁感叹:早知如此,何必当初

第四步,这一步形成了今天仙人掌科的核心类群,绝大部分种类都在这里产生,发展出了各种球形和大型柱状的种类,甚至两次进入热带雨林,开始营攀援和附生生活。包括我们熟悉的仙人球(Echinopsis oxygona)和天轮柱(仙人柱Cereus repandus)。进入雨林的种类,茎上的纵棱开始逐渐减少,例如量天尺(火龙果Selenicereus undatus)减少为3棱,昙花(Epiphyllum oxypetalum)、蟹爪兰(Schlumbergera truncata)减少为2棱。所以昙花和仙人掌看起来都是片状茎,但实际上结构相差甚远。

版纳园春节期间在奇花异卉园设计了一棵仙人掌家族的进化树,游客可以走入进化树,了解仙人掌科的每一个进化节点都发生了哪些关键的进化事件。欢迎大家来版纳园了解仙人掌科的进化过程。

木麒麟的叶和刺同时存在

龙舌兰牡丹条形叶片状的疣突

量天尺三棱形的茎


本文作者:曾刚

责任编辑:吴秀坤
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