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【植物界全系列】鸭跖草目—鸭跖草科：鸭跖草

花匠小妙招
2024-09-21 09:29

鸭跖草目—鸭跖草科（上）：鸭跖草

真核生物域

植物界

被子植物门

单子叶植物纲

鸭跖草目

鸭跖草科

鸭跖草科（学名：Commelinaceae）都是草本植物，共有40属652种，主要分布在全世界的热带地区，也有少数分布在温带和亚热带地区。中国有13属约50种，分布在全国各地，主要在广东和云南。

1.形态特征

一年生或多年生草本，有的茎下部木质化。茎有明显的节和节间。

叶互生，有明显的叶鞘；叶鞘开口或闭合。

花通常在蝎尾状聚伞花序上，聚伞花序单生或集成圆锥花序，有的伸长而很典型，有的缩短成头状，有的无花序梗而花簇生，甚至有的退化为单花。顶生或腋生，腋生的聚伞花序有的穿透包裹它的那个叶鞘而钻出鞘外。花两性，极少单性。萼片3枚，分离或仅在基部连合，常为舟状或龙骨状，有的顶端盔状。花瓣3枚。

2.鸭跖草属

鸭跖草属（学名：Commelina）是鸭跖草科下的一个属，为草本植物。该属共有230种，广布于全世界，主产热带、亚热带地区。我国南方产7种。

属名Commelina为纪念德国植物学家Kasper Commelyn（1667-1731）而命名。

（1）形态特征

一年生或多年生草本。茎上升或匍匐生根，通常多分枝。蝎尾状聚伞花序藏于佛焰苞状总苞片内；总苞片基部开口或合缝而成漏斗状、僧帽状；苞片不呈镰刀状弯曲，通常极小或缺失。

生于聚伞花序下部分枝的花较小，早落；生于上部分枝的花正常发育；萼片3枚，膜质，内方2枚基部常合生；花瓣3枚，蓝色，其中内方（前方）2枚较大，明显具爪；能育雄蕊3枚，位于一侧，两枚对萼，一枚对瓣，退化雄蕊2-3枚，顶端4裂，裂片排成蝴蝶状，花丝均长而无毛。子房无柄，无毛，3或2室，背面一室含1颗胚珠，有时这个胚珠败育或完全缺失；腹面2室每室含2-1胚珠。蒴果藏于总苞片内，3-2室（有时仅1室），通常2-3爿裂至基部，最常2爿裂，背面一室常不裂，腹面2室每室有种子2-1颗，但有时也不含种子。

种子椭圆状或金字塔状，黑色或褐色，具网纹或近于平滑，种脐条形，位于腹面，胚盖位于背侧面。

（2）主要价值

本属的一些植物可药用，有清热解毒，消肿利尿之效，如饭包草。有些花汁可作青碧色颜料，用于绘画。亦有些植物还具有观赏价值。

（3）鸭跖草

鸭跖草（学名：Commelina communis），古名鼻斫草，为鸭跖草科鸭跖草属一年生草本植物。在中国产于云南、四川、甘肃以东的南北各省区。越南、朝鲜、日本、俄罗斯远东地区以及北美也有分布，模式标本采自北美。

①植物学史

鸭跖草最早记录于公元四世纪至八世纪成书的和歌集《万叶集》，在中文文献中则最早见于唐代陈藏器所著《本草拾遗》，在中国古代本草著作中常与本科其他植物混淆。卡尔·林奈于1753年在《植物种志》中对鸭跖草进行了现代植物学上的描述，并给出了二名法命名。

鸭跖草的药用历史最晚不晚于唐代，传统中医学认为，鸭跖草具有行水、清热、凉血、解毒的功效。现代医学研究显示，鸭跖草中分离出的一些活性成分具有抗高血糖、抗肥胖等作用和对流感的治疗作用，对一些致病菌的抑制作用等。鸭跖草在艺术创作、纺织印染、植物学研究、重金属污染治理等领域也有广泛的应用。

鸭跖草的学名由卡尔·林奈命名，其中，以属名 Commelina 纪念荷兰卡默林家族的两位植物学家：杨·卡默林及其侄子卡斯帕·卡默林，鸭跖草的两片蓝色的大花瓣象征的就是这两位植物学家。种加词communis意为“常见的”，意指鸭跖草是鸭跖草属中最常见的物种。

中文正式名鸭跖草最早见于唐代陈藏器所著《本草拾遗》，一说名字的含义为“常被鸭子踩踏的草”（“跖(ㄓˊ)”作动词有“踩踏”之意），因鸭跖草生长于水边等阴湿环境，常被鸭子踩踏，故得此名。另一说鸭跖草下部白色的小花瓣形似鼻子上的白粉，令人联想到《庄子》中用斧头砍掉鼻子上的白粉而不损伤鼻子分毫的匠人，因此名为鼻斫草（“斫”意为“用斧头砍”），后因方言读音相近而讹为鸭跖草。

卡尔·林奈于1753年在《植物种志》中对鸭跖草和同属的另外8个物种进行了描述和命名，并将鸭跖草作为该属的模式种，其模式标本采自北美。但鸭跖草在其后若干次被其他植物学家视为新物种描述，并因此拥有了若干异名。

例如，阿尔布莱希特·威廉·罗斯在1790年发表了鸭跖草的第一个异名Commelina polygama。瓦茨拉夫·博伊尔也将鸭跖草当做两个新物种描述，分别命名为Commelina barabata和Commelina salicifolia。卡尔·西吉斯蒙德·孔茨在1841年发表了鸭跖草的另一个异名Commelina willdenowii。1910年，奥古斯丁·阿贝尔赫克托·雷维雷将鸭跖草的朝鲜种群作为新物种描述，并命名为Commelina coreana，是为鸭跖草的另一个异名。

查尔斯·拜伦·克拉克在1861年将弗里德里希·安东·威廉·米克尔命名的物种降为鸭跖草的变种Commelina communis var. ludens，大井次三郎在其作品《日本植物志》中也将其视为一个变种，并指出它的分布仅限于高山丘陵地区。这一变种仍然被许多植物学家视为有效，但罗伯特·B·菲登等人认为它与原变种没有区别。由牧野富太郎描述并命名的另一个变种C. communis var. hortensis，现在被认为是C. communis var. ludens的一个栽培品种，然这一变种在日本仍被广泛接受，它的花朵极大，可以用于生产染料。弗兰克·C·迈奎沃于1961年命名了C. communis var. ludens f. aureostriata，现在发现这一变型会在鸭跖草的大部分分布范围内随机产生。

②生长习性

常见生于湿地。适应性强，在全光照或半阴环境下都能生长。但不能过阴，否则叶色减退为浅粉绿色，易徒长。喜温暖，湿润气候，喜弱光，忌阳光曝晒，最适生长温度20~30℃，夜间温度10~18℃生长良好，冬季不低于10℃。

对土壤要求不严，耐旱性强，土壤略微有点湿就可以生长，如果盆土长期过湿，易出现茎叶腐烂。

③生态关系

鸭跖草主要的传粉昆虫有隧蜂属（Halictus）、淡脉隧蜂属（Lasioglossum）、食蚜蝇科（Syrphidae）、虎熊蜂（Bombus diversus）、东方蜜蜂（Apis cerana）等。

由于鸭跖草没有蜜腺，花粉是鸭跖草提供给访花者的唯一报酬。鸭跖草雄蕊有三种，其中，S型雄蕊只有极少量花粉（只有M型雄蕊的1/13），起的是欺骗性地吸引访花者的作用；M型雄蕊有花粉，起到吸引访花者和为访花者提供报酬的双重作用，称为觅食型雄蕊；L型雄蕊能促进柱头的花粉落置，是传粉型雄蕊。黄色的S和M型雄蕊可以吸引访花者，并引导其降落至有利于传粉的位置，如果移除S和M型雄蕊，棕色可育的L型雄蕊的花粉移出和柱头的花粉落置都会下降。雌蕊有两种，长花柱型处于绝对优势地位，其演化原因可能来自传粉过程，因为长花柱型的雌蕊有更多机会落置异花花粉，而异交所引发的杂种优势有利于子代个体的生存。

鸭跖草的“雄蕊功能分工”和雌蕊结构都是适应于异花传粉的结构，但鸭跖草却是自交占优势的混合交配物种。研究发现，这可能与传粉者——尤其是淡脉隧蜂属传粉者的“盗食”现象有关。一般来说，传粉昆虫访花时，会降落在鸭跖草的S和M型雄蕊的位置，这样一来其腹部很容易沾上L型雄蕊的花粉，并让从其他鸭跖草带来的花粉落在雌蕊柱头上。而盗食现象指的是传粉者将传粉型雄蕊的花粉一并采食，并在这个过程中令花粉落在同花雌蕊的柱头上。淡脉隧蜂属的盗食现象严重削弱了鸭跖草雄蕊功能分工的意义。

④用途

a.食用与药用

传统中医学认为，鸭跖草具有行水、清热、凉血、解毒的功效。

通过研究，鸭跖草中的部分有效成分被分离提取出，例如：对－羟基桂皮酸对志贺氏痢疾杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌具有抑制作用，D-甘露醇具有显著止咳作用，α-葡萄糖苷酶具有抗高血糖作用，木犀草素 - 7 - 二葡萄糖苷具有抗肥胖作用，高野尻霉素对流感具有治疗作用，异牡荆素和异槲皮素具有较好的抗氧化活性，异牡荆素、柯伊利素-7-O-β-D-葡萄糖苷、异槲皮素和异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性等。

在中国和印度，鸭跖草也被用作蔬菜或牧草。

b.污染监测与治理

鸭跖草对污染敏感，可作为环境污染监测植物。

鸭跖草雄蕊上茸毛细胞中，有一种受放射性物质辐射会由蓝色变成粉红色的物质。根据这种细胞中不同颜色所占比例，可以判断辐射的危害程度。工业造成的空气污染、水污染可以诱导鸭跖草的早期花蕾中，花粉母细胞减数分裂期发生染色体损伤甚至断裂，因此鸭跖草可用于工业污染的监测。

同时，鸭跖草对一些重金属具有较强的富集能力，可用于重金属污染的治理。

研究发现，与野生型相比，生长于铜矿山上的鸭跖草已发生演化，适应了铜矿山土壤中的铜含量。在实验中，随着培养液中Cu浓度的增加，铜耐受型鸭跖草的干重、生长速率均增加，而相应情况下野生型鸭跖草的干重、生长速率则会降低。铜耐受型鸭跖草可被认为是Cu超富集植物。因此，鸭跖草是废弃铜矿污染治理和植被恢复的良好植物。

鸭跖草也具有一定的吸收和富集铅的能力，但抗性很弱，在低浓度（<10 mg/L）时植物的根、茎对铅的富集效果比较好，可以用于处理低浓度含铅废水。

c.印染

在中国和日本，鸭跖草蓝色花瓣的汁液被用作一种染料。

在中国，明朝时曾经流行过一种用鸭跖草汁液染色的蓝色羊皮灯，现代江南也有艺人用鸭跖草制作淡蓝色亚麻布。

在日本，鸭跖草的汁液被广泛用于18和19世纪的早期浮世绘作品中，但鸭跖草的色素暴露在阳光下几个月后会变成黄绿色，因此在后来被更稳定的进口颜料普鲁士蓝所取代，溪斋英泉首先于1829年在自己的作品中使用。在现代日本，滋贺县山田村仍然在生产以鸭跖草汁液染色的纸，称为蓝纸或青花纸，是当地著名的文化产品。

鸭跖草中所提取出的的蓝色色素，是4个Mg2+离子与6个丙二酰阿伏巴苷（malonyl-awobanin）（花青素的一种）组成的螯合物。

d.科研与教学

鸭跖草也被用作植物生理学和植物发育的模式生物，特别是在植物气孔和色素的研究中。例如，对鸭跖草的研究显示，花瓣中的一种色素由6个花青素分子，6个黄酮类化合物分子和四个镁离子组成，更深入的研究表明，植物的颜色通常是由超分子复合物、几种辅色素以及金属螯合物决定的。

对鸭跖草的其他研究有助于其他问题的解决，例如植物感光细胞的工作原理（如气孔对蓝光与红光的响应），脱落酸敏感性及其在气孔功能中的作用，钒酸盐抑制气孔开放的作用，以及钙在气孔关闭方面的必需性等。它在气孔研究中的广泛应用与其特殊结构相关，即其叶片表皮始终只有一层表皮细胞厚。

鸭跖草在高等教育中广泛用于展示气孔形态和功能的实验以及保护细胞膨压及其在气孔开闭中的调节作用的课堂展示中。

⑤植物文化

中国南宋诗人杨巽斋有诗《咏碧蝉花》即是吟咏鸭跖草。

鸭跖草常以露草、月草、蛍草、鴨頭草等名，出现在各类和歌、俳句中，在日本古代著名和歌集《万叶集》中，共有9首和歌提及鸭跖草，多作为青春易逝、爱情易逝的象征，例如：

月草之徒安久念可母我念人之事毛告不来（卷4 583）

译文：每思月草花，变色真容易，我所念斯人，无言来告白。

月草尓衣者将摺朝露尓所沾而後者徒去友（卷7 1351）

译文：愿把月草蓝，相将染我衣，虽然颜色改，朝露一时晞。

3.穿鞘花属

穿鞘花属（学名：Amischotolype）是鸭跖草科下的一个属，为直立草本植物。该属共有20种，分布于非洲及亚洲的热带地区。我国有穿鞘花等2种，产云南、广东和台湾。

（1）形态特征

多年生粗壮草本，具根状茎。茎不分枝。叶常大型，椭圆形。花序在茎中部每节一个，穿透叶鞘基部而出，无总梗，由多个聚伞花序组成，伞房状或圆锥状，具短总梗，但通常花序为头状，花无梗，近于整齐；萼片3枚，分离，龙骨状，草质，绿色；花瓣3枚，彼此分离，倒卵圆形，凋而不落；雄蕊6枚，全育，近相等；花丝有念珠状长毛；花药卵圆形，两药室并行，从顶端至基部纵裂；子房无柄，3室，卵状，每室具2胚珠，有时后面一室仅具一个胚珠。蒴果三棱状球形或三棱状卵形，3爿裂，每室有种子2颗，稀1颗。种子在果实中垒置排列，柱状三棱形，多皱，具网状纹饰，胚盖位于背侧，种脐条状，位于腹面。

（2）穿鞘花

穿鞘花（学名：Amischotolype hispida）是鸭跖草科穿鞘花属的植物。生于海拔1100—1700米的山坡林阴处及沟谷林下。

①分布范围

产勐海、景洪、勐腊、普文、思茅、景东、碧江、马关、砚山、河口、屏边等地；分布于我国贵州、广西、广东、福建和台湾。越南、印度尼西亚至伊里安岛也有。台湾全岛、兰屿低海拔的阴溼的森林底下。

②主要价值

庭院观赏用：植株挺拔翠绿，适合庭园绿化美化用。

药用：利尿，袪湿，活血。治风湿痛，跌打损伤，尿路感染，毒蛇咬伤。

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