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[二月份] 2019年物种日历 2月15日 冬青卫矛

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发表于 2019-2-15 10:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
世界上有很多诸如撞衫这样尴尬的事情,而撞名则更是会让拥有者无比苦恼,李小冉的微博被骚扰得不胜其烦,讲段子的毕导也总说自己从不拍片子……名字相像真的是个麻烦事。
其实在植物圈,共用名字似乎是时常发生的事:台湾的土豆是花生,而大陆的土豆是马铃薯;诗经里扔的木瓜是海棠,而今天超市货架上的木瓜则是番木瓜。
不过,比起这些植物,同样常见的“冬青”才是一个更麻烦的名字。

路旁常见的绿篱。拐过街角,又见一处。咦,还是刚才那种植物吗?图为冬青卫矛品种'Ovatus Aureus'。图片:Leonora (Ellie) Enking / Flickr
冬青是大树,卫矛是绿篱
首先来看看,你见过的“冬青”,到底是谁吧。
说实话,今日主角冬青卫矛既不是冬青,也不是卫矛。嗯……是不是听得有点晕乎乎的?
真正的冬青,名气小很多。它是冬青科冬青属的植物冬青(Ilex chinensis),通常出现在长江以南的区域。它的个头可以高达25米,最矮的也有2米高,这远比城市中的绿篱“冬青”高大得多。

“正版”冬青的植株与花叶。图片:KENPEI / wikimedia;Yao Li
在中国北方路边经常看到的绿篱“冬青”,正是今天的主角——卫矛科卫矛属的冬青卫矛(Euonymus japonicus)。它的淡红色蒴果在成熟时会“吐出”裹着鲜红假种皮的种子,这是卫矛科植物的典型特征。


冬青卫矛的花叶与开裂的蒴果。图片:KENPEI & Qwert1234 / wikimedia
尴尬的是,这种植物早就被安排上了另外一个名字——“大叶黄杨”。
如此特别的现象是个植物学命名的历史遗留问题。冬青卫矛在之前很长一段时间里确实被称为“大叶黄杨”,这个名字后来才被安排到另一种黄杨科的植物大叶黄杨(Buxus megistophylla)身上。今天,我们把北京路旁的冬青卫矛叫成大叶黄杨,其实也不算错。

这才是黄杨科黄杨属的大叶黄杨。图片:刘昂 / 中国植物图像库
通常在大叶黄杨旁边还有一种叶子比鸭舌大不了多少的常绿植物,那是小叶黄杨(B. sinica var. parvifolia),它们与原种(B. sinica)的区别在于叶子的大小。另外,小叶黄杨的叶子更亮一些。

小叶黄杨(左)与其原种(右)的叶子。图片:huangdan2060 & Sten Porse / wikimedia
顺带说一下,卫矛科卫矛属的卫矛(E. alatus)也有自己的特征。它的茎秆上有特殊的翅膀,就好像古代战争中使用的弓箭的尾羽一样,因而也有一个诨名叫“鬼箭羽”。

卫矛的枝条上有栓翅,而且它的叶子也不是常绿的。图片:Plant Image Library / Flickr;Famartin / wikimedia
冬天谁还不保湿
不管是冬青卫矛还是小叶黄杨,它们在冬天都不会落叶。这是为什么呢?
传统概念中,我们都会觉得植物是为了对抗寒冷,才会抖落身上的叶片。其实,相对于低温,冬季的干燥天气才是植物生存的大敌。
在植物的正常生理活动中,树叶的蒸腾作用会产生蒸腾拉力,就像水泵那样把根系吸收的水和营养抽到枝头上来,这个过程会消耗大量水分。所以在久旱无雨的冬季,很多植物就会清除掉这些耗水装置。值得注意的是,在干湿季节分明的干热河谷地区,树叶通常是在干旱程度达到极致的旱季末尾落叶,在雨季来临时再长出新叶。这就充分说明了植物落叶与否的决定因素是水分,而不是温度。

蒸腾作用通过叶片表面的气孔(箭头所指)发生,一个气孔由两个腰果状的保卫细胞构成。左图为光镜下的气孔,右图为扫描电镜下的气孔。图片:vb;Louisa Howard
那“冬青家族”是如何做到保存水分且不落叶呢?如果我们仔细观察冬青卫矛的叶子就会发现,它的叶子表皮非常厚,就像一个密封套把叶子包裹地严严实实,这样就在最大程度上减少了水分的丧失。
糖和氨基酸:冬天抗冻的秘密
不过话说回来,在北方的冬天仅仅减少水分丧失是不够的,三九天滴水成冰的严寒对植物来说仍然是个巨大的挑战。即便在室内,那些从窗缝吹进来的干冷寒风就已经能让花卉变冰雕了。那么,冬青卫矛是靠什么来度过严冬的呢?
通常来说,植物被冻死主要有两个原因:一是完全冻结之后,生命活动无法维持,被饿死;二是完全冻结之后,细胞中的水分变成了有尖锐棱角的冰晶,把细胞结构戳得千疮百孔,被扎死。为了应对这些问题,抗冻植物的细胞中准备了大量的糖和蛋白质。

植物细胞内各种形态的冰晶。图片:Melissa Bredow, Virginia K. Walker / Frontiers in Plant Science(2017)
冬青卫矛叶片细胞中积累的大量糖分,可以使细胞液和细胞质的冰点降低,就像我们在下雪之后撒盐,或者汽车水箱里加入防冻液一样,这样植物就可以在0℃左右继续进行自己的生命活动。就算温度持续降低,细胞必然冻结的时候,抗冻蛋白质的存在也会使冰晶变得更圆润,而不是刺伤细胞的尖刺。有了这样的抗冻法宝,冬青卫矛就能在寒冷的冬季,继续展示自己绿油油的叶片了。

当然作为绿篱植物,冬青卫矛也有不同的栽培品种。图片:andre-briant.fr;mauroguanandi / Flickr
其实对植物抗冻蛋白的研究已经成为一个热点。在未来人类(可能)流浪的家园,我们无法预知有什么极端环境,如果必须在一个低温为常态的星球上生存,那么抗冻蛋白必将大显神威。
现在,你是不是对冬青卫矛有了新的认识呢?

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发表于 2019-2-15 10:42 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-2-15 20:10 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2019-2-16 20:41 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-2-17 15:27 | 显示全部楼层
感谢楼主分享
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发表于 2019-2-17 23:13 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-2-19 16:47 | 显示全部楼层
涨姿势了
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发表于 2019-2-20 09:36 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-2-21 13:02 来自手机 | 显示全部楼层
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