想象一下，森林里的树木也有一套自己的“防身术”。除了难吃的叶子或者难闻的气味，很多树木还长着尖锐的刺。我们都知道这些刺能防止动物吃它们的叶子，但科学家最近发现，树干上的刺还有更多意想不到的妙用，特别是对付那些爱啃树皮或者爱爬树的“捣蛋鬼”。

美丽异木棉的树干刺

树干刺：不只是防吃叶那么简单

植物身上长刺很常见，刺的类型也多种多样。过去的研究大多集中在刺如何阻止动物吃树叶上。但有两个重要的方面被忽略了：

啃树皮怎么办？ 很多动物（比如鹿、兔子、甚至大象）会啃食树皮，这对树木本身和整个森林生态都有很大影响。树干刺能防住这种“扒皮”攻击吗？

攀爬动物怎么办？ 猴子、松鼠等动物会爬树，刺能阻止它们吗？

为了解决这些问题，科学家们在西双版纳热带植物园，对31种带刺的热带树木进行了详细的“体检”和研究。

图１. 植物树干刺的性状类型１.刺的形态：直刺或弯刺；２.刺的分枝：分枝刺或不分枝刺；３.刺的排列：随机排列或与叶同生；４.刺的方向：同型刺或混合型刺；５.刺的垂直分布：只局限在３米以下或超出３米；６.刺的出现时间：与叶同时长出或晚于叶长出；７.刺的后期生长：加粗；基部加宽或持续生长；８.刺的更新方式：新刺着生在老的枝刺上，新的茎刺或叶刺从茎干上长出，二级刺在树干上长出。

科学家如何“破译”树刺的奥秘？

给刺“分门别类”： 研究者仔细观察了树干刺的样子——它们什么时候长出来？长在树干的什么位置？刺有多密？能维持多久？通过分析这些特征，他们想看看不同的刺是不是对应着不同的“防身战术”。

电脑模拟“攻防战”： 科学家们用电脑为树干刺建立了3D模型，模拟动物试图啃掉树皮或者沿着树干攀爬时会遇到什么情况。这就像在电脑里测试这些刺到底能不能有效阻挡“入侵者”。

比拼“营养”与“吸引力”： 他们还比较了带刺树和不带刺树的“内在品质”。比如叶子里的防御性化学物质（酚类）多不多？树皮有多厚？花和果实是不是又大又漂亮，容易吸引动物？

图２. 树干刺对哺乳动物啃食树皮和攀爬能力影响的模拟对于嘴巴和爪子较大（体型较大）的哺乳动物，树干刺可以显著降低树皮被破坏的比例和可能性，同时增加动物上树的难度。

树干刺的“防身妙招”大揭秘！

研究发现了几个有趣的结果：

树干刺有“四种战术”：

其中两种我们比较熟悉：一种帮助藤蔓植物固定自己，另一种主要防御大型动物（比如防止大象撞树或蹭痒）。

但这次发现了两种全新的“战术”：

“防啃树皮盾牌”： 有一类刺的形态特征，专门用来防止动物啃食树皮。

“攀爬者障碍”： 另一类刺的形态，则能有效阻止猴子、松鼠等动物轻松爬树。

这意味着，树干刺不仅仅是简单的尖刺，它们有不同的“设计思路”来应对不同的威胁！

带刺树的“内在策略”：

叶子“少放毒”： 带刺树的叶子中，用来防御动物啃食的化学物质（酚类）浓度显著低于不带刺的树。这说明它们可能更依赖物理防御（刺） 来保护叶子，而不是化学防御。

树皮“加厚甲”： 带刺树木内层树皮的厚度至少是不带刺树木的两倍！这就像是给树干穿上了更厚的“软甲”。即使动物突破了外层刺的防御啃到了树皮，这层加厚的“内甲”也能提供更好的保护。

花果“大胆秀”： 带刺树往往拥有更大、更吸引人的花朵和果实。这暗示着，因为有了刺这道物理屏障，它们被吃掉的风险降低了，所以可以更“大方”地展示自己来吸引传粉者和种子传播者。

为什么这项研究重要？

这项研究是科学家们第一次系统性地从形态学（也就是刺长什么样）的角度，去探究树干刺的功能，特别是它们在防御啃树皮和攀爬行为方面的作用。它不仅揭示了树干刺多样的“防身战术”（尤其是新发现的防啃皮和防攀爬功能），还提出了研究这些刺的一套标准方法，为未来更深入地了解植物与动物之间的“攻防战”打下了基础。

相关结果以“Trunk spines of trees: a physical defence against bark removal and climbing by mammals?”为题，发表在Annals of Botany上。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和博士CAS-TWAS院长奖学金的资助，在此一并致谢。

（作者：赵依然）

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