爬山虎——可能造成生物入侵的植物

●金铃儿 编

每到秋天，满墙的爬山虎总会迎着秋风，变得红红火火，煞是好看。爬山虎又称捆石龙、枫藤、红葡萄藤、巴山虎等，是双子叶植物、纲鼠李目葡萄科植物。作为多年生大型落叶木质藤本植物，爬山虎适应性强，性喜阴湿环境，但不怕强光，耐寒，耐旱，耐贫瘠，广见于我国各地。

在城市中，爬山虎最常见于建筑物的围墙之外。爬山虎可以克服贫瘠的土壤环境，利用它高超的攀附技巧，沿着墙体顽强生长，给建筑物披上一层美丽而坚实的外衣。这一层外衣，不仅可以美化环境，还可以对建筑物起到降温、减噪、净化空气的效果。

不过爬山虎实际上能分泌酸性物质，可对墙体造成破坏，有时候甚至会引起屋倒墙塌，换来自己的生长。

爬山虎不止一种

从小到大，见到墙上长满密密麻麻的绿叶，都称其为“爬山虎”，长大之后才知道，爬山虎有好几种。而能够爬满一面墙的植物也不只有爬山虎——欧洲到处都是的常春藤属植物也能做到。

最典型的爬山虎，是葡萄科地锦属的几种植物，它们和葡萄一样是木质藤本，都长着攀援茎，结出紫黑色宛如蓝莓的小果子，只不过比蓝莓难吃很多倍。地锦，翻译出来就是在地面上织出锦绣。事实上人家的确能配得上这名字——秋季是地锦叶片中“叶绿素唱罢，花青素登场”的时节，满墙的地锦红黄绿三色交织，形成浑然天成的渐变色。

五叶地锦

地锦

异叶地锦的两型叶

被称为爬山虎的常见地锦属植物有四种，分别为地锦、三叶地锦、五叶地锦和异叶地锦。

听起来很简单嘛，不就是数有几片叶子？下面认真教大家分辨它们四种。

地锦：叶为单叶，仅在植株基部2～4个短枝上生有3出复叶。异叶地锦：植株有显著的两型叶，主枝或短枝上集生有3小叶组成的复叶，侧出较小的长枝上常散生有较小的单叶；卷须嫩时顶端膨大成圆珠状。三叶地锦：植株叶主要为单型，通长由3小叶组成的复叶，偶混生有较小的3裂单叶；卷须嫩时顶端细尖并微卷曲。五叶地锦：这个好认，会数数就行，叶为掌状5小叶，卷须嫩时顶端细尖且微卷曲；嫩芽为红色或淡红色。

总结一下：一个叶柄上长一片叶子，叶子有三浅裂的是地锦；一个叶柄上长三片小叶的是三叶地锦，也叫中国爬山虎；长五片小叶是五叶地锦，也叫美国爬山虎；既长三片小叶又长单叶的是异叶地锦，这种现象叫“两型叶”。

爬山虎的“脚”

爬山虎的“脚”其实就是吸盘

不知道大家小学时有没有学过一篇课文，叫《爬山虎的脚》，你还记得爬山虎的脚长什么样子吗？

叶圣陶先生是这样描述的：爬山虎的脚长在茎上。茎上长叶柄的地方，反面伸出枝状的六七根细丝，每根细丝像蜗牛的触角，这就是爬山虎的脚。爬山虎的脚触着墙的时候，六七根细丝的头上就变成小圆片，巴住墙。触着墙的（爬山虎的脚）细丝和小圆片逐渐变成灰色。不要瞧不起那些灰色的脚，那些脚巴在墙上相当牢固，要是你的手指不费一点儿劲，休想拉下爬山虎的一根茎。

爬山虎的“脚”其实就是吸盘，是爬山虎赖以攀附在高墙上的主要工具。那么，这些吸盘有什么神奇之处呢？

结构与功能相适应是生物在进化中练就的超强本领。爬山虎的“脚”并不是它的根，而是一种变态茎。变态茎上生长着许多卷须，卷须的末端形成了一个个的吸盘。这些吸盘吸附在墙体上，可以形成负压结构，对墙体产生吸附力。而当受到接触刺激后，吸盘还会分泌出大量的粘液，从而更牢固地吸附在各种基底上。

这些吸盘是怎样产生吸附力的？

爬山虎吸盘扫描电子显微镜图片

通过电子显微镜扫描，会发现爬山虎吸盘表皮细胞存在着大量的海绵状结构，其中富含大量微孔和微管结构。微管和微孔有利于植物激素的传输和黏液的流动。微孔负责植物激素的分泌和积聚，微管负责植物激素的分流和运送。从结构力学的角度来看，恰是吸盘细胞的海绵状结构强化了吸盘和衬底间的黏附强度。

爬山虎吸盘的分泌物与其吸附功能相关。爬山虎的吸盘上分泌的大量物质，都含有氮、氧、硫元素，这些元素易于产生氢键。因此，爬山虎的吸盘与所攀爬的物体之间可能存在着氢键的吸附作用。此外，还有研究使用“火焰原子吸收光谱法”测得爬山虎吸盘中的钙元素含量最大，并推测很可能是钙离子参与了爬山虎吸盘所分泌粘液的粘附作用。

根据吸盘的海绵状结构特点和吸盘分泌物的成分特点，有研究者提出了爬山虎形成吸盘吸附力的锚合和负压机理假设。一方面，吸盘表皮细胞的海绵状结构为吸盘和基地之间的黏附提供了结构基础，另一方面，吸盘在生长发育过程中，会把外界空气包裹在吸盘内部，并通过光合作用、分泌物的氧化反应消耗掉其中的空气，从而形成强有力的负压结构。

怎样，是不是联想到了吸盘挂钩？爬山虎在仿生学的应用，除了可用于制作一些吸附装备之外，吸盘的分泌物成分特点也为生物粘胶剂的研发带来许多启示，具有广阔的生物医学研究前景。

爬山虎的吸附力到底有多强？

成熟枯干的爬山虎的单个吸盘的平均质量约为0.0005克，与基底的粘附接触面积平均值也只有1.22平方毫米，而粘附力却达到13.7牛顿；单个吸盘在其生长发育过程中能够支撑起由茎、叶、分枝和卷须共同产生的重量，高达吸盘自身重量的260倍，能够承载的最大拉力是其自身重量的280万倍。举个例子，假如将吸盘仿生材料铸成单个手掌大小，完全吸附在基底上时，大约能够承受一头重达22.9吨的抹香鲸。

左边是茎卷须，右边是气生根。

除了吸盘，茎上长出的气生根也很厉害。气生根遇到墙体中的裂缝，会努力扎入墙体固定自己，雨水顺着缝隙渗入，裂缝就会越来越大。因此，在新闻媒体报道中，一些居民会铲除爬山虎，理由是爬山虎不仅会招引来小虫子、小耗子，更重要的是还会损坏墙体。

而科学家们担心的点和老百姓们又不一样——他们担心五叶地锦太强势，生命力过于旺盛，造成生物入侵。在荒地上种植五叶地锦，是因为人们更看重它生长迅速、耐寒耐旱等优秀品质，能帮助荒山或山路两侧保持水土、防风固沙。然而，它们的野心却不止于此，五叶地锦可能会进入绿地，借助多年生的大树攀援向上，抢夺大树的光照，抑制树木生长。所以科学家的担心不无道理。