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石竹目—仙人掌科

真核生物域

植物界

被子植物门

双子叶植物纲

石竹目

仙人掌科

仙人掌科(Cactaceae)是被子植物门、双子叶植物纲、石竹目的一科。多数为多年生草本植物,少数为灌木或乔木状植物。

该科有140属2000余种,大多原产美洲热带、亚热带沙漠或干旱地区,以墨西哥及中美洲为分布中心;少数分布在北纬53°加拿大的和平河,以及海拔3000米积雪的高寒地区。只有苇枝属产于东非、马达加斯加及斯里兰卡。中国栽培的有600余种,供观赏。仙人掌属和量天尺属等少数属种在南方诸省亦生。

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1.进化来源

该科的进化来源尚未查清;有些特征与番杏科、毛茛科、石竹科的某些植物相似,可能有亲缘关系。

多数学者认为与石竹目有共同的祖先,大约在1.3亿年以前分化成独特的一支。N·L·布里顿和J·N·罗斯分该科为3个族,而C·巴克贝格和H·克赖恩茨等则主张把3个族升为3个亚科。

2.构造

面对沙漠缺水和气候的适应,仙人掌的叶子退化为短短的小刺,以减少水分流失,亦能作为阻止动物吞食的武器。它的肉质是“多肉植物茎”,是光合作用的主要器官。其茎演化为肥厚含水的形状,具有(刺座areole)代谢活性而且可长出刺状叶,并可生出另一器官如茎(cladode)或果实。茎部表面有蜡质,以减少水分流失。15℃以下时,颜色黯淡,属于休眠期,须保持干燥。

仙人掌的根与茎不同,是非肉质的,根群分布浅(15~30 cm),即使是树状仙人掌其根群主要分布在地面下30cm以内,而某些生长于恶地的仙人掌反常地具有肥厚的储藏根。仙人掌根系的覆盖面积范围非常之大,用以在下大雨时能吸收最多的雨水。当土壤干燥时,细侧根通常死亡,而较大的根转为被软木栓层(皮层)覆盖。主根皮层下的根原始体在土壤回湿后迅速生长,在数天之内即增加水及矿物之吸收能力。扁平仙人掌在其叶状茎上之网孔接触到地面即容易长根而繁殖。

多数仙人掌科植物都耐旱,但也有例外,例如生长在巴西热带雨林中的蟹爪兰则需要荫蔽、潮湿的环境才能生长。

仙人掌为了适应干燥的环境,因此营养方式和凤梨、落地生根及长寿花一样,为行景天酸代谢作用的碳固定方式。

叶:仙人掌为了减少水分流失而把叶进化成刺状。

3.形态特征

茎肉质,呈球状、柱状或扁平,关节和分枝,茎上有螺旋状排列的特殊刺座,其上着生有刺、毛、腺体或钩毛、花或芽,大小因种的不同而异,小的如衣服钮扣,大的可高达20米。叶常退化,早期存在,不久脱落,仅少数有正常的叶片(如叶仙人掌)。花通常为两性,辐射对称或两侧对称,白天或夜间开放;多数有由花托发展而来的长花筒,其上有螺旋状排列的鳞片或刺座;花被片多数,色鲜丽或白色;花萼和花瓣有明显的区别或难以区分,雄蕊多数,多着生于花的喉部,雌蕊花柱单体,远远伸出雄蕊之外,避免自花授粉。子房上位,1室,胚珠多数。果常为肉质浆果,种子多数。染色体基数x=11。该科植物肥厚多肉,茎内的薄膜组织含有大量水分,被称为多浆植物(或多肉植物);有圆形的茎,多毛刺和退化的叶,可以大大地减少水分的蒸发;根系分布广,有快速吸收水分的能力,在短暂的雨季即可吸足水分,有的能用刺毛在晴朗的夜晚吸收空气中的水分。少数附生性的种,如昙花、量天尺、苇枝等则生长于潮湿温暖地区。

凡是白天开花的种,花色艳丽,夜间开花的则花色洁白而有香气,是对昆虫或鸟、兽类动物传粉的适应。

4.繁殖方法

仙人掌的繁殖方法有三种,分别为种子、子球、扦插:

种子繁殖法:由开花结果而来,可以自然落入地面、动物(包含鸟类)吃食排泄等方式传播。

子球繁殖法:在母株上直接产生子球,子球入地面即可生根继续生存。

扦插繁殖法:一般人工繁殖的方式,可确保品质的一致。

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5.主要价值

本科植物外形奇特,可供观赏,在热带地区常植作围篱;木麒麟属Pereskia、仙人掌属Opuntia和量天尺属Hylocereus多数种的浆果可供生食,木麒麟的叶和量天尺的花可作蔬菜;仙人掌等多种植物为民间草药。

该科植物易繁殖,播种、扦插或嫁接均可,大多数栽培作为观赏,但在墨西哥及中南美洲则作为经济作物栽培,果实有丰富的养分和维生素,可作水果食用,嫩茎可作蔬菜或制蜜饯。无刺仙人掌是牲口牲畜的优良饲料。仙人掌茎内含有三萜、苹果酸、琥珀酸和生物碱,可医治疾病,如腮腺炎。多刺型可作庭院绿篱;枝干作燃料或支撑物。沙漠中的大仙人球是旅行者的临时“水库”。有些种类可饲养胭脂虫。

6.用途

其肉质茎叶可其汁作饮料或煮食。仙人掌的果实可食,美味的火龙果就是一种仙人掌的果实仙人掌也是观景植物的一种。全世界培育仙人掌最有成绩的国家是中南美洲的墨西哥,该国的国徽上就有仙人掌的图样。而亚洲地区则以日本为代表。

大部分的仙人掌是沙漠中的旅人于未找到绿洲时的备用水源,如同猢狲树一样,使用利刃将仙人掌的刺先削掉后砍断,直接咀嚼肉质茎叶补充水分,以帮助旅人有能耐前进,其果实也是水分的来源之一。

7.危害

在美国及澳洲等地方,仙人掌生长速度极快速,表皮坚硬,无坚不摧的仙人掌往往会破坏牧场的围栏,在一、两年内就遍布极其广泛的地带,同时抢夺其他可供放牧的植物的营养。所以部分地区会指明某些物种需要清除的入侵植物。

8.植物文化

仙人掌拥有外刚内柔之心。在造物之初,仙人掌是世界上最柔弱的东西,她娇嫩如水,轻轻一触碰便可能失去了生命。上帝不忍心,在她的心上加上了一套盔甲,坚硬如铁,上面还带有伤人的钢刺。从此,再也没有人能看到仙人掌之心了,凡是接近她的生物都会鲜血淋漓。很久之后,有一位勇者要铲除这恶物,剑出刀落,仙人掌变成了两半,从中却是绿色的液体。原来,那是被封存的仙人掌之心,由于无人了解其中的寂寞,化成了滴滴泪珠,绿色的泪珠使柔弱的仙人掌更凸显了她的坚强。所以仙人掌的花语是——坚强。

9.下属亚科

仙人球亚科(仙人柱亚科)(Cactoideae)

拟叶仙人掌亚科(Maihuenioideae)

圆扇仙人掌亚科(Opuntioideae)

麒麟仙人掌亚科(Pereskioideae)

10.麒麟仙人掌亚科

(1)叶仙人掌属(木麒麟属)

叶仙人掌属(学名:Pereskia),又名木麒麟属或麒麟仙人掌属,是热带的一属仙人掌,但外观不像其他仙人掌,而是有幼茎及很多叶子。它们原产于巴西至墨西哥。其学名是为纪念16世纪的法国植物学家佩雷斯克(Nicolas-Claude Fabri de Peiresc)来命名。

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①特征

叶仙人掌属的叶子很及鲜绿色,茎子很长及有刺。它们并不一定是肉质植物,也有灌木、攀缘植物等。它们的刺却像仙人掌般是由刺座长出的。它们的叶子不像麒麟掌属、拟叶仙人掌属、顶花麒麟掌属及圆筒仙人掌属般是肉质的。一般相信其他仙人掌都是源自叶仙人掌属。

叶仙人掌属的灌木物种可以高达1米,而攀缘或树状的则可高达5-20米。花朵是单独或一束的,一般都像玫瑰,直径长1-5厘米。花朵颜色各有不同,有白色、黄色至紫红色或红色。果实呈球状,直径2-5厘米,剥开后呈酒红色。

②分布

大部分叶仙人掌属都是在热带的干旱森林或旱生丛林生长,干旱季节介乎2-5个月。它们分布在墨西哥南部至哥伦比亚及委内瑞拉,经加勒比地区及巴西东部,南下至乌拉圭北部及阿根廷。有几种是秘鲁及玻利维亚安地斯山脉的特有种。在美国佛罗里达州也有见到它们,但很有可能是引入的。

③命名

最先发现叶仙人掌属的应该是查尔斯·帕鲁密尔(CharlesPlumier),大约是于1689年至1695年间在加勒比地区发现,但没有标本能够存活。虽然帕鲁密尔于1703年描述了叶仙人掌属,但卡尔·林奈将其中两个物种放到仙人掌属中。菲利普·米勒(Philip Miller)于1754年重新以其原名来命名,根据国际植物命名法规,他才是正式的命名者。

④用途

叶仙人掌属并不怎么具有经济效用,一般都只用作树篱。移植容易,很快就会长成树丛。它们比肉质的仙人掌耐水,也可以作为蟹爪兰的植根。它们在加勒比地区及西非已自然化。它们含有酪胺及苯乙胺。

⑤木麒麟

木麒麟(学名:Pereskiaaculeata)为仙人掌科木麒麟属下的一个种。

木麒麟,原产美洲热带的潮湿地区,喜温暖、潮湿和阳光充足的环境,较为耐寒,耐半阴和高温,以疏松肥沃、排水良好的沙壤质培养土栽培为最佳。它的生长适温白天为24℃至30℃,晚间为18℃至21℃,冬季不得低于10℃,5℃左右叶片就会脱落并进入休眠状态。

分布于中美洲、南美洲北部及东部、西印度群岛;中国云南、广西、广东、福建、台湾、浙江及江苏南部栽培,河北及辽宁等地温室栽培,在福建南部呈半野生状态。

盆栽观赏;常被选作绯牡丹、山吹、鼠尾掌、仙人指、黄金纽、蟹爪兰等的砧木。除了具有较好的观赏性外,木麒麟叶、花还可做药,治疗跌打损伤、各种内外伤,民间用来治疗妇女疾病。

食用:其黄色有刺的浆果,可供食用,称为“刺儿李”,其叶片还可用作烹调的调味品、蔬菜,果酸甜可食。

嫁接:由于其根系发达,加之又与仙人掌类的一些植物亲和力强,常被选作一些植物的砧木,形成多品种的共同体植株,别具一格。

⑥玫瑰麒麟

玫瑰麒麟(学名:Leuenbergeriableo)为仙人掌科之一种落叶灌木。原生于 哥伦比亚与巴拿马。该属是仙人掌中最原始的一群,也是唯一具有木质茎和叶片的一群。不过它们花朵单生、花瓣与花萼不易区分、雄蕊多数、浆果、以及“刺座”等特征与其他仙人掌相同。

玫瑰麒麟,因花似玫瑰而得名。麒麟为原属名:木麒麟属(Pereskia)。Leuenbergeria是由木麒麟属分出的一个新属,玫瑰麒麟被分入新属内,新学名为Leuenbergeria bleo,旧学名Pereskia bleo被视为同物异名。东南亚华人称它“七星针”,因茎干上刺座之分布有如七星并列的缘故。

玫瑰麒麟习于生长在海平面至海平面1300米之间,潮湿的热带常绿森林以及次生林河流边的沙质地上。一般外形如灌木,有时半攀爬。高度约2至8米。由于分布广,且已广泛用作树篱,属于未受威胁之树种。

玫瑰麒麟生性强健,生长速度快,常作为墙垣绿化,也可作为嫁接附生类及小型仙人掌的砧木。据称,玫瑰麒麟在东南亚用作草药,主治跌打损伤、各种内外伤,有消肿活血化瘀的功效,及治疗女疾病等功效。

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