走在小区、庭院或者马路街头，我们常常能看到月季花墙或绿篱。这堵“墙”既是城市漂亮的景观，又起到了一定的隔离作用。
月季墙
月季隔离带
之所以用月季花来作防护墙，是因为花上分布着大大小小的刺。
而自然界中，带刺的植物非常普遍：带刺的玫瑰、路边的刺篱、窗台上的仙人掌……它们都有可能成为刺伤人的“元凶”，这时你可能不禁抱怨：“烦死了，好好一枝花，怎么长这么多刺呢？”
其实植物和人一样，不会平白无故长成“刺头”，一定是经历过一些不为人知的故事……植物长刺的原因，我们就先从刺的用途说起。
植物长刺为哪般？
防御功能是大家最先想到也是刺最为直接的用途，然而不仅仅如此，自然界千变万化，植物也面临着各种生存考验，因此根据生长环境的差异，不同植物的刺有不同的用途。
1、避免被动物啃食，具有警戒作用
植物不能走、不能跑、也不能飞，遇到敌人时，刺就是一种保护自己的有力武器，如此可以避免大型动物或昆虫的啃食。
刺楸的树干
像刺楸、月季、刺五加、酸枣等植物，它们的枝干上都布满着长短不一的尖刺，尤其是月季，它的花朵外层的萼片，也特化成带刺的模样，尽管软趴趴不堪其用，但是能从外观上吓唬一下那些贪吃的小虫子。
月季的茎干 张莉俊拍摄
月季的萼片 张莉俊拍摄
还有一些植物的刺带有鲜艳的颜色，能够发挥一定的警戒作用，如仙人掌科、大戟属和芦荟属等。
2、有效应对干旱胁迫
除了用作防身，很多植物的刺还是适应环境的一种有效“工具”。
众所周知，仙人掌类植物一般生活在沙漠地区，沙漠大多高温少雨，要想在这种恶劣环境下生存，植物们都得“想”尽办法。
因此，一些植物就把叶子变成针刺状，这样可以有效减少蒸腾面积，降低植物体表面的蒸腾作用，保存体内的水分，从而得以在干旱的沙漠环境中生存下来。
例如金虎、茶柱等，它们的外围几乎完全被刺包裹起来，成了一个刺球，此外，还有诸如枸杞、沙棘等植物，它们的刺也是源于干旱环境的胁迫。
金虎 张莉俊拍摄
茶柱 张莉俊拍摄
枸杞
3、有力的攀爬工具
对于一些没有卷须也没有吸盘的攀缘植物来说，刺也是它们进行攀爬的有力工具。例如杠板归在枝条、叶柄和叶脉上长满了钩刺，这些密密麻麻的刺能够钩住树干、枯枝，甚至沿着石壁向上生长。
杠板归
还有木香花、菝葜等，只要找到可以依靠的对象，它们就会不停地攀爬。
菝葜
4、满足繁衍需求
植物走不了路，多数时候要借助外力实现种子传播。这时候刺就派上用场了。
最典型的就是苍耳和窃衣，它们的种子长满了刺，更方便粘在动物的身体或人的衣服、头发上进行传播，同时也将种子传播得更远。
苍耳
每到秋天，狼尾草植株的基部便会长出一根根漂亮的“尾巴”，这根尾巴上的种子上都长有刺毛，刺毛上有极小的刺，能够粘附在衣物或皮毛上，狼尾草就能够通过这种方式有效传播种子。
狼尾草
在肉眼可见的范围之外，很多靠昆虫传粉的植物花粉上也分布有毛刺，同样也是有利于附着在昆虫的身体或者体毛上，提高传粉效率。例如木槿的花粉粒就带有密密麻麻的刺。
木槿的花粉形态 图片来源于参考文献4
长刺其实是——植物变态！
这么说来，刺是植物保护自己的一种手段，那既然刺的功能如此强大，为什么有的植物有刺，有的植物又没刺呢？刺是怎么产生的呢？
原来，自然界中，植物为适应环境变化，营养器官原有的功能会发生改变，从而导致植物形态和结构的改变，这种改变称为变态——别想歪了，此“变态”非彼“变态”。
变态在植物中很常见，萝卜、胡萝卜的肉质根是根的变态，莲藕的根状茎、大蒜的鳞茎则是茎的变态。植物的刺也是一种变态，但是不仅仅是一个器官的变态，按照发生部位可以分为叶刺、茎刺和皮刺。
1、叶刺
叶刺是泛指，可分为两种情况：一类是是由叶变来的，属于真正的叶刺，例如大家熟悉的仙人掌，它的叶片变成了针状刺，从而减少水分的蒸发，起到很好的保护作用。还有小檗属植物上的刺，也是叶的变态产生的。
细叶小檗的刺由叶变态而来
另一类是叶片某一部分发生变态而产生的，例如托叶、叶柄、叶脉、叶缘等部位变成了刺状。比如刺槐的刺是由托叶变化而来，叶柄两侧原本是两片小托叶，为了避免敌害，托叶变成了硬刺。
刺槐的刺由托叶变态而来
而叶脉演变成的剌则往往长在叶面，而且数量很多，例如两面针和蓟类植物的剌都属于这种刺。
两面针的刺由叶脉产生
叶缘刺是像构骨、十大功劳等叶缘变成了刺状。构骨的刺虽然细小，但是非常坚硬，鸟儿们十分惧怕，因此构骨又有“鸟不停”的别名。
构骨的叶缘刺
2、茎刺
茎刺则是茎变态产生的刺状物。茎刺由腋芽发育而成，一般着生在叶腋处，发生部位始终固定。茎刺通常质地坚硬、木质化程度高，因为刺内与茎内的维管束相连，所以导致茎刺不易脱落和折断。
山楂、皂荚上的刺均为茎刺。皂荚的刺十分有趣，它能够产生分枝，每个分枝又会长成一枚枚的利刺。皂荚有了刺的保护，敌人自然就离得远远的了。
皂荚的枝刺
3、皮刺
皮刺，是植物的表皮或皮层形成的尖锐突起，常分布于植物的茎、叶、果实等部位。表皮毛几乎存在于所有陆生植物的表面，而皮刺是一种特殊形态的表皮毛。
皮刺来源于表皮，生长的位置不固定，在植物体上的分布较为广泛。皮刺质地柔软、木质化程度低、易脱落且脱落断面平坦光滑。如玫瑰、蔷薇、月季、刺楸、刺五加、花椒、虎耳草等植物的茎上均散生许多皮刺。
花椒的皮刺
皮刺不仅分布在植物的茎或枝上，许多植物的叶柄、叶片和果实上也着生许多皮刺。例如板栗果实上长得密密麻麻的刺，就是皮刺。臭椿的幼枝及叶柄上布满了皮刺，悬钩子的叶柄和叶背面着也生有许多小的皮刺。腊梅叶子的表面覆盖着的一层细小的倒勾刺，茄子萼片上的刺，苍耳、曼陀罗果实上的刺均属于皮刺。
板栗
曼陀罗
所以，长在茎上的刺不一定都是茎刺，也有可能是皮刺，长在叶上的刺类型就更多了，需要根据刺的部位、形态等进行仔细地区分。
刺不光扎人，也可以帮忙
在被荆棘划伤小腿、被鲜花扎伤手指的时候，你可能会抱怨这些植物上的刺，但刺只是这些植物能更好生存的方法罢了。实际上我们生活中也离不开这些刺的帮忙。
1、作为刺篱保护财产
具刺植物往往被用作围园防护植物，如造甲刺、枸骨、椤木石楠、马甲子、凤尾兰、柞木、欧洲刺叶冬青、刺桂、枸橘（枳）、蠔猪刺（三颗针）、紫叶小檗、贴梗海棠、火棘、蔷薇、月季、葎草等植物，常常被人被栽植在在庭院或菜园子周围，用作篱笆，以防止野兽或家畜践踏庄稼。
上海辰山植物园的月季花墙既起到了隔离作用，又成为漂亮的景观
2、观赏价值
在园林设计中，可以精心挑选一些枝干上、叶上或者花、果上带刺的植物，建成植物专类园的形式供公众欣赏。人们能够从这些带有危险性的植物中获得一些刺激和兴奋，使游园过程更加有趣。管理方和科普工作者也可针对有刺的植物开展科学教育，让公众认识了解这些植物。
书名: Sharp Gardening（带刺的花园） 作者: Holliday, Christopher
3、药用
一些植物的刺还可以作药用。比如皂荚刺中含有酚酸、黄酮、氨基酸和三萜类物质等，具有多种药理活性，常用于消炎、调节免疫、治疗肿瘤、抗凝血、消肿排毒和杀虫治癣等。
还有研究结果表明，皂角刺黄醇提取物可以提高肉仔鸡免疫器官重量和淋巴细胞转化率，对其生长具有显著促进作用。
别看刺张牙舞爪，其实还得受基因控制
刺的出现本身就与环境紧密相关，因此环境对植物刺的发育也产生重要的影响。
有学者研究表明，人类的放牧可使刺地榆和多刺金雀花产生更多的刺；生活在荫蔽环境可使鹰爪花刺的数量增多，有利于鹰爪花攀缘；土壤湿度也会影响刺的发育，湿度越低，黑果枸杞的茎刺也会变得越坚硬。
除此之外，对植物刺的基因研究也取得了很多的进展。研究者在玫瑰克隆中得到了控制刺形成的基因，还找到了控制菠萝叶刺形成的基因。
在对刺梨的研究中，研究者发现刺梨果实上的皮刺是由等位基因控制的。等位基因就是位于一对控制同一性状不同形态的基因——还记得生物课本上的豌豆吗？等位基因就如控制高茎、矮茎豌豆的有显性遗传因子D和隐性遗传因子d，那么他们不同的结合会有不同的性状表现。
高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解 图片来源于书籍：生物2（人民教育出版社）
然而有刺和无刺这一对性状，受两对基因互作，即积加作用。２种显性基因若同时存在，果实刺则硬，单独存在时果实刺则软，两对隐性基因同时存在时果实无刺。不过，刺梨果实的无刺型还有可能是由有刺型芽变产生的，芽变的植株多数是通过无性繁殖才能保留性状。
还有专家联合采用生物信息学手段和分子生物学技术，在花椒中筛选出10个皮刺分化的相关基因。还通过采用转基因技术，将莴苣中刺的相关基因敲除，莴苣的刺就消失了。野生种生菜的茎刺较多，但在栽培过程中这种性状却消失了，这可能与相关基因突变有关。
对于一些经济作物来说，刺没有太多的存在意义。因此科学家们在对有刺开展研究的基础上，选育出不少少刺或无刺的经济植物品种，如无刺冬青、无刺花椒、无刺月季、无刺黄瓜和无刺沙棘。这些没有刺的植物，给我们的生活带来了诸多的便利。
无刺花椒
近年来大家对刺的关注度日渐提高，在宏观和微观上对刺的研究都有新的进展，为刺的利用奠定了一定的理论基础。然而有关刺的生理生化和分子生物学方面研究还比较匮乏，对刺的形成机理还不系统和完善，因此未来还有很多空白需要科学家们通过不断努力来填补，相信不久的将来，更多具刺的植物会得到开发和利用。
总体来说，植物长刺的背后有复杂的原因，也不是成心想扎人。刺还是好刺，就看我们怎么利用了。不过还是要提醒一下，面对长刺的植物，我们还是小心为妙！
参考文献：
1、侯镇礼. 植物刺的研究现状及展望. 森环森保. 2017（10）:45-47
2、武延生、严文培等. 植物刺的类型与功能辨析. 生物学通报. 2021（4）：13-15
3、栾晓芳．玫瑰刺形成相关转录因子RrTrGl的克隆与表达分析．扬州：扬州大学硕士学位论文，2014．
4、赵艺璇、冯琪. 22个木槿品种花粉形态与分类研究. 广西植物 2021, 41(1) : 103-113
5、王俊杰，薛睿．植物针刺的生态分析．甘肃林业科技，2014，39(3)：77．
6、王莹莹，刘伟杰，杜钢军．皂角刺抗肿瘤的初步研究．河南大学学报(医学版)，2014，33(2)：88．
7、刘建建，时鹏，黄涛．皂角刺提取物体外抑菌杀菌作用研究．医药导报，2013，32(3)：300．
8、史宣杰，蔡毓新，曹刚强，等．无刺水果型黄瓜杂交种绿翠的选育．中国瓜菜，2007（6）：28-30．
9、薛志峰，曹维红 ．无刺花椒生物学特性及栽培技术．林业科技开发，2006（5）：89-90．
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