编者按：植物在自然界中占有非常重要的地位，岁月流变、气候变迁、地质运动、生境更迭，植物历久弥新，在不断演化中保持着不息的生命力。中科院之声与中国科学院武汉植物园联合开设“芳草萋萋”，在这里，我们关注植物的生存、竞争、繁衍、死亡，展示自然界的奇特多姿，探索神奇的生命秘境，了解植物给人类带来的无限美好，致敬这无声无息又蓬勃多姿的植物世界。
火龙果你一定吃过，有白肉的还有红肉的，吃起来有股淡淡的香味和甜味，因其外表的肉质鳞片似蛟龙外鳞而得名，具有很高的营养价值。除了直接食用外，用火龙果和酸奶榨一杯酸酸甜甜的火龙果奶昔，也是一种不错的选择。
各种各样的火龙果（图片来源于网络）
然而，你知道火龙果是什么植物的果实吗？你一定没想到，火龙果是一种仙人掌类植物！
火龙果的原生种之一——量天尺（图片来源于中国植物图像库）
火龙果是仙人掌科量天尺属的栽培品种。量天尺，从它的名字可以看出，这种植物善于攀援悬崖绝壁，无限蔓延。那么是什么让它有这样的能力呢？答案要从量天尺的肉质茎说起。
什么是肉质茎？
大家知道，植物的茎有很多种变态，有鳞茎、球茎、根茎、茎卷须、茎刺和叶状茎等，今天给大家介绍的变态茎叫肉质茎，肉质茎是肉质肥大多汁的变态茎，仙人掌类植物大多具有肉质茎，有球状、块状、多棱柱等形状，富贮水分和营养物质，并含有叶绿体，可以进行光合作用，茎上有变为刺状的变态叶。量天尺也是具有肉质茎的攀援灌木，叶片退化成了小刺，靠宽大的肉质茎进行光合作用。量天尺的肉质茎呈三棱形，又被叫做“三棱箭”或“三棱柱”，茎上可产生无数气生根，就像它的“手”和“脚”，善于攀援，使它在树干、岩石、墙壁，甚至是悬崖峭壁上，大展身手，丈量天际。
量天尺（图片来源于中国植物图像库）
量天尺生活在什么样的环境中？
一说到仙人掌科的植物，大家可能都认为它是生活在热带沙漠中，的确有很多仙人掌科的植物原产于干旱荒漠或草原地带，但并不是所有仙人掌科的植物都生活在沙漠中，量天尺便是个例外。它并不生长在热带沙漠中，相反它生活在热带森林中。在原生境里，量天尺是一类附生生活的仙人掌，它可以附生在树木或岩石上的，所以它和我们地生的仙人掌在形态上还是有很大的不同。
红心火龙果（哥斯达黎加量天尺）的原生态照片（图片来源https://www.inaturalist.org/）
陆生型仙人掌和附生型仙人掌的区别
不同类型的仙人掌由于生态环境有明显的差别和长期适应环境的结果，它们之间在形态和习性上产生了差异。习惯上把产于荒漠和草原等地的种类称为陆生类型，而将热带森林中产的称为附生类型。
在形态上，陆生类型的种类变态茎相对较肥厚，表皮角质层较厚，棱多并具疣状突起，根系分布广而浅，少数具膨大的肉质根，很多种类密生长刺、长毛。附生类型的种类通常生长在热带森林的中上层，根一般不直接扎在土壤里，而是扎在树干洞穴或树杈处堆积的腐殖质中，水分供应受到一定的限制，但不像陆生种类每年要经受一次长达几个月的旱季。
因而反映在形态上，它们的茎多少已经肉质化，但肥厚程度较差，而表面积较大，表皮不具角质层或角质较薄，棱少而不具疣突，刺毛稀少且短，甚至没有。附生类型的种类常具气根，主要起攀缘作用。当气根接触到富含养料、水分的地方，可以长出须根进行吸收，这种器官及其功能是陆生类型种类所不具备的。
附生现象
刚刚提到，在热带森林或雨林中，仙人掌多为附生类型，那么什么是附生呢？这是一类常见的现象，有些植物为了在密闭的雨林中获得更多的阳光，将家迁移到树干上，通过用根抓握树枝或树杈，除了附生仙人掌，还有兰花、凤梨、蕨类等都是附生植物，它们形成了壮观的空中花园景象，在这里需要提醒大家的是附生并不等同于寄生，他们能跟依附的大树和平共处。
植物的附生现象是热带雨林的主要标志性特征之一，形成这种现象的原因主要在于满足一定的环境条件。一是环境的空气湿度大，二是附主表面有一定的腐殖质存在。有机物的附生现象存在于植物间，尤其在热带与亚热带的森林最为常见。在热带雨林里，有时一棵大树上附生的植物达数十种，当花开季节，这些附生植物鲜花怒放，绚丽多彩，特别是到了四五月间，一串串一簇簇悬垂附生的花朵开满树干树头，散发出宜人的馨香，放眼四望，犹如一座美丽“空中花园”。人们仿佛置身于仙境之中，这是热带雨林中特有的景观，令人心旷神怡、流连忘返。
美丽的空中花园（图片来源于网络）
量天尺的茎为什么会变态？
附生让量天尺得到了一定的光照，但是根没有扎在土壤中，便不能确保充足的水分来源，量天尺为了适应这样的环境，需要做出一些改变，这便是我们要了解的下一个问题，量天尺的茎为什么会变态？
量天尺产生这一变化的主要原因就和刚才我们说到它的生活方式有很大的关联。我们知道植物的叶片承担着光合作用的重大使命，然而其上面大量的气孔，导致了植物体内的水分也大量向外散失。可在附生的条件下水分的获取尤为不易，所以它们逐渐退化了自己的叶片，将叶子退化成刺状，这样便可以减少叶面蒸腾作用，从而储存水分用于度过旱季，但是叶子是植物进行光合作用的重要器官，退化后无法行使这一功能，同时，为了弥补叶退化而缺少光合作用面积这一缺陷，它们的茎开始变得肉质，并产生了叶绿素，代替了叶进行光合作用，从而出现了我们面前这样肉质的“变态茎”。因此仙人掌的肉质茎具有光合作用的重要功能。
量天尺肉质茎 （图片来源于网络）
火龙果肉质茎的努力
科学家对火龙果肉质茎的观察也发现火龙果在抵御缺水的环境下所做出的努力。
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火龙果叶片退化为针刺状，靠近茎复表皮的皮层细胞特化为栅栏组织，使火龙果在减小叶片表面积降低蒸腾作用的同时，保证其光合作用的有效进行，并在干旱环境时阻止水分的蒸发。
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复表皮覆盖有较厚的角质层，可以有效防止植物体表面水分的蒸发，较厚的角质层还可以起到机械支撑的作用，使得植株处于干旱环境时不会因大量失水而立即萎蔫，因此较厚的角质层可以增强植物的抗旱性。
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表皮气孔下陷并有较大的孔下室，可以造成湿润的小环境，从而抑制植物体内水分的蒸发，使其在干旱环境内保持植物体内较充足的水分。
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网状排列的维管组织，增强了茎的机械支撑能力和运输水分的能力，以提高植物对干旱的适应能力。
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茎内大量含晶细胞，起到了储存营养物质的作用，提高了细胞的渗透压和保水性，在水分充足时可以吸收并保存水分，当处于干旱环境时，可以为周围的细胞提供相应的水分。
注:A．火龙果茎横切面(40×);B－C．火龙果茎横切面局部图(200×)
ME，复表皮;TA，储水细胞;St，气孔;VB，维管束
（图片来源于参考文献1）
制作火龙果观赏小盆栽
好吃的火龙果还有另外一个功能，其种子很容易发芽，大家不妨自制一盆治愈系很强的观赏小盆栽。
首先，借助勺子、网袋等工具，把果实种子筛出来，然后选取合适或有创意的种植盆，填以各种土壤介质，撒上种子，想加快速度的话可以覆膜，大概一周后便有1厘米高的芽，两周后至2厘米！种子最好撒多点，这样才会营造出满盆绿色，欣欣向荣。四个月后，植株开始出现小刺，半年，呈现仙人掌模样。有时工作累了，打理并欣赏一下自己种的植物，心情无疑更清静舒适。
火龙果小盆栽（图片来源：中国植物图像库）
小小的火龙果背后，居然隐藏着这么多的科学知识，当你吃它的时候一定要想起这篇文章！
参考文献：
1. 张依楠，廖海民等. 2017. 水分胁迫对火龙果茎解剖结构的影响. 山地农业生物学报 36（5）：078-082
2. 满都拉. 1993. 量天尺肉质茎解剖构造的初步观察. 内蒙古师大学报（自然科学汉文版）. 4:45-50
3. 李胜海，张兴无. 2009. 火龙果果实和花及茎的应用研究现状. 安徽农业科学，37（9）：4007-4009
4. 顾有容.2019. 吃仙人掌这么刺激的事情，说不定你也试过.物种日历
来源：中国科学院武汉植物园
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