蕁(qián)麻科(Urticaceae)為離瓣花亞綱(Magnoliopsida)薔薇目(Rosales)下的一科植物。截至2023年11月統,該科在多識植物百科數據統計中有57屬,1300余種;截至2017年,小行星3789有26屬353種;蕁麻科模式屬為蕁麻屬(Urtica L.)。蕁麻科植物除極地地區外廣布世界各地,主要集中分布于兩半球熱帶及亞熱帶的潮濕地區,并延伸至溫帶;中國各地均有分布,集中分布于長江流域以南亞熱帶和熱帶地區。蕁麻科植物喜溫暖濕潤、耐陰、抗寒、抗旱、抗逆較強,多數種類喜生于陰濕環境。
蕁麻科植物為草本、亞灌木或灌木、稀喬木或攀援藤本,有時具蜇毛。植株單葉,互生或對生;花極小,單性,稀兩性,花序聚傘狀、圓錐狀、總狀、傘房狀、穗狀、串珠式穗狀或頭狀;瘦果,有時為肉質核果狀,常包被于宿存的花被內。
蕁麻科植物具有廣泛用途。蕁麻科植物諸多種類的莖皮富含纖維,如苧麻屬(Boehmeria)、蕁麻屬等均為重要的纖維植物,種子還可榨油,是紡織、造紙、工業的重要原料。蕁麻科植物具有食用飼用價值,其諸多種類的嫩葉和嫩莖可作為蔬菜食用,也可直接飼喂禽畜畜,或加工成飼料進行飼喂。蕁麻科具有醫學藥用價值,中國蕁麻科植物藥用歷史悠久,多為民間民族用藥,據《中藥大辭典》等多部中藥典籍記載,該科眾多的屬、種多數具有抗菌消炎、活血消腫、解毒、祛類風濕性關節炎等功效,有些種類可作藥用,如蕁麻、苧麻等。蕁麻科植物化學成分的生物活性也具藥理學作用,具有降糖降脂、抗炎藥鎮痛等一系列藥理活性。蕁麻科植物還具有生態價值,在園林綠化中,蕁麻科栽培種較為常見,冷水花屬(Pilea L.)、樓梯草屬(Elatostema)、赤車屬(Pellionia)為中國南方山坡林下草本植被常見的建群植物,花葉冷水花(Pilea cadiere)、鏡面草(Pilea peperomioides)等廣為栽培觀賞用,廬山樓梯草(Elatostema stewardii)、冷水花(Pilea notata)等可作為地被植物。
蕁麻科的蕁麻樹屬、蕁麻屬等植物具有毒性。該屬植物的莖葉具有獨特的蜇毛(Stinging hairs),蜇毛內含有毒液,人及牲畜的皮膚接觸到蜇毛,會在其接觸部位出現瘙癢、灼燒、發紅、腫脹、起泡、劇烈疼痛等過敏癥狀,并有蜇毛(火麻樹D. urentissima)蜇傷兒童和幼畜引起死亡的記載。
蕁麻科植物物種豐富,栽培種也非常繁多,各地分布廣泛,但也存在保護物種和入侵物種。在《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)中收錄有蕁麻科植物249種,其中極危(CR)有18種、瀕危(EN)有22種、易危(VU)有22種、近危(NT)有19種、無危(LC)有160種、數據缺乏(DD)8種。在中國保護物種名錄中,《中國生物多樣性紅色名錄—高等植物卷(2020)》中收錄有573種;《國家重點保護野生植物名錄》中光葉苧麻(B. leiophylla)和長圓苧麻(B. oblongifolia)的保護等級均被評為二級。
在全球入侵物種數據庫(GISD)中,長葉苧麻(苧麻屬 penduliflora)、號角樹(Cecropia. peltata)和Cecropia schreberiana被列為入侵物種;在中國外來入侵物種信息系統(IASC)中,小葉冷水花(Pilea microphylla)被列為4級(一般入侵)入侵物種。
分類
化石記錄
蕁麻科植物的化石記錄是分散的,大多基于分散的果實。已知有12個基于瘦果化石的物種來自于中歐晚白堊紀,大多數種類歸納入現存的苧麻屬(Boehmeria)(3種)、水麻屬(Debregeasia)(1種)和霧水葛屬(Pouzolzia)(3種),有3種屬于已滅絕的Urticoidea。來自哥倫比亞馬斯特里赫特時期的化石植物群發現了類似于Ceropieae的葉子。在新生代化石中,來自伊普雷西亞艾倫比組的葉子保留了不同的毛狀體,并在化石記錄中歸類于蕁麻科植物,這些葉子最初被始新世奧肯那根高地的早期學者鑒定為懸鉤子屬(Rubus L.)植物,但在2020年,美國古植物學家Melanie DeVore等人將沿著莖干和主要葉脈保存下來的毛發解釋為帶刺的毛狀體,而不是簡單的毛發或刺。
分類變動
科的分類變動
蕁麻科下系統在傳統分類學中的劃分存在諸多爭議。蕁麻科在傳統分類系統中隸屬于金縷梅亞綱(Hamamelidae)蕁麻目(Urticales),即將蕁麻科、大麻科(Cannabaceae)、桑科(Moraceae)和榆科(Ulmaceae)共同列入蕁麻目(Urticales),APG認為“舊”Urticales是一個單系群,但不承認其本身是一個目。1919年,美國古植物學家F. H. Knowlton將蕁麻科歸類入蕁麻目(Urticales)中;2000年,英國植物學家D.J. Mabberley在其出版的《Mabberley's Plant-book》亦將蕁麻科歸類入蕁麻目(Urticales)中。2003年,APG Ⅱ分類系統根據基因親緣關系,將蕁麻科歸類入薔薇目(Rosales)中;2011年,N. A. Jud的分類意見是將蕁麻科歸類入野薔薇目中(Rosales);2016年,APG IV系統正式將蕁麻科歸類入薔薇目,與桑科同為姐妹類群。
在科的界定方面,蕁麻科和Cecropiaceae的關系一直是分類學家爭議的焦點。1978年,挪威植物學家C. C. Berg描述了1個新科,包含原屬于蕁麻科的6屬即號角樹屬(Cecropia)、絞麻樹屬(Coussapoa)、傘樹屬(Musanga)、巨葚樹屬(Myrianthus)、錐頭麻屬(Poikilospermum)和雨葡萄屬(Pourouma)。然而,Cecropiaceae的地位受到分子系統學研究的質疑,一些屬被證明應隸屬于蕁麻科,但由于抽樣限制,Cecropiaceae與蕁麻科的系統關系尚未完全清楚。
科下分類變動
1789年,蕁麻科由法國植物學家de Jussieu根據花的排列方式建立,包含27屬;1830年,法國科學家Gaudichaud基于蕁麻科形態學的研究,對其進行第一次較全面的分類修訂,將蕁麻科、Cecropiaceae、桑科(Moraceae)和大麻科(Cannabaceae)合并為一個科,稱為蕁麻科,科下包含41屬,并依據胚珠的著生方式首次在科下成立了12族;英法植物學家Weddell分別在1854年、1856年和1869年對蕁麻科進行分類修訂,亦將桑科和大麻科從蕁麻科中分離出來,并將原本的12族歸納為5族,包含43屬;丹麥古植物學家Friis I.對蕁麻科進行了較系統的研究,在1989年和1993年對蕁麻科進行兩次全面的修訂,將大麻科和桑科從蕁麻科分離出去,也將蕁麻科劃分為5族,包含45屬,并對Weddell系統中的3族,即苧麻族(Boehmerieae)、墻草族(Parietarieae)和單蕊麻族(Forsskaoleae)是否合理提出質疑;2009年,俄羅斯植物學家Kravtsova根據蕁麻科植物珠被的形狀、果實的形狀以及果皮是否光滑等性狀進行分類,將蕁麻科劃分為3個亞科6個族,包含45屬。
科下分類
1995年,在《中國植物志》(FRPS)中,蕁麻科劃分為47屬約1300種,小行星3789有25屬352種26亞種63變種3變型。2000年,在《中國高等植物》中,蕁麻科劃分為47屬約1300種,中國有25屬360種約100亞種、變種及變型。2003年,《中國植物志(英文版)》將蕁麻科劃分為約有47屬1300余種,中國有25屬341種(163種特有,引進栽培1種)。2016 年,根據Royal Botanic Gardens, Kew、Christenhusz 和 Byng的數據庫劃分為53個屬約2625種,其中冷水花屬(Pilea L.)500~715 種、樓梯草屬300 種、蕁麻屬80 種,號角樹屬75 種。2018年出版的《 中國維管植物科屬詞典》劃分為55屬2626種,中國26屬約430種。2020年,《中國維管植物科屬志(全三冊)》劃分為55屬2626種,中國26屬340余種。在《中國維管植物生命之樹》則劃分為55屬1300余種,中國26屬341種,另引種栽培3屬。2021年,《The Chinese Garden Flora》劃分為約47屬1300種,中國25屬407種。
截至2023年,《中國大百科全書》第三版網絡版將蕁麻科分為5族:蕁麻族(Urticeae)、苧麻族、樓梯草族(Elatostemateae)、墻草族、單蕊麻族,其中后3族構成1個單系群;該科包含45~53屬2625種,中國25屬350種,其中種類最多的為冷水花屬700余種,種類較多的為樓梯草屬300余種,蕁麻屬80 種。多識植物百科根據APG IV分類系統則將蕁麻科劃分為57屬1300余種。
在多識植物百科中,“翅艾麻屬(Laportea Gaudich. )”隸屬于翅艾麻族(Laporteeae),“艾麻屬(Sceptrocnide Maxim.)”隸屬于蕁麻族(Urticeae),但在物種2000·中國節點、《中國植物志》等諸多中國權威著作中蕁麻科的下級分類未包含“翅艾麻屬(Laportea Gaudich. )”和“艾麻屬(Sceptrocnide Maxim.)”,僅有“艾麻屬(Laportea Gaudich., nom. cons.)”作為蕁麻科的下級分類,因此這里我們認為“翅艾麻屬(Laportea Gaudich. )”和“艾麻屬(Sceptrocnide Maxim.)”均為“艾麻屬(Laportea Gaudich., nom. cons.)”。
下級分類
根據2023年多識植物百科最新數據,蕁麻科的具體分類如下:
形態特征
蕁麻科植物為一年生或多年生草本、亞灌木或灌木、稀喬木或攀援藤本,有時具有蟄毛的刺;具鐘乳石體,鐘乳體點狀、桿狀或條形,在葉或有時在莖和花被的表皮細胞內隆起。
莖和葉
莖常富含纖維,有時肉質。葉互生或對生,葉楚傖;托葉存在,稀缺。
花
花極小,單性,稀兩性,風媒傳粉,花被單層,稀2層;花序雌雄同株或異株,若同株時常為單性,有時兩性(即雌雄花混生于同一花序),稀具兩性花而成雜性,由若干小的團傘花序排成聚傘狀、圓錐狀、總狀、傘房狀、穗狀、串珠式穗狀、頭狀,有時花序軸上端發育成球狀、杯狀或盤狀多少肉質的花序托,稀退化成單花。
雄花:花被片4-5,有時3或2,稀1,覆瓦狀排列或鑷合狀排列;雄蕊與花被片同數,花藥2室,成熟時藥壁纖維層細胞不等收縮,引起藥壁破裂,并與花絲內表皮墊狀細胞膨脹運動協調作用,將花粉向上彈射出;退化雌蕊常存在。
雌花:花被片5-9,稀2或缺,分生或多少合生創展集團,花后常增大,宿存;退化雄蕊鱗片狀,或缺;雌蕊由一心皮構成,子房1室,與花被離生或貼生,具雌蕊柄或無柄;花柱單一或無花柱,柱頭頭狀、畫筆頭狀、鉆形、絲形、舌狀或盾形;胚珠1,直立。
果實與種子
果實為干燥瘦果,有時為肉質核果狀,常包被于宿存的花被內。種子具直生的胚;胚乳常為油質或缺;子葉肉質,卵形、橢圓形或圓形。
物種分布
分布范圍
蕁麻科植物除極地地區外,世界各地均有分布,主要集中分布于兩半球熱帶及亞熱帶的潮濕地區,并延伸至溫帶,蕁麻科蕁麻族最主要的分布中心是熱帶亞洲。中國蕁麻科植物資源豐富,分布廣泛,主要集中分布于長江流域以南亞熱帶和熱帶地區;其中物種豐富度指數最大為中國西南地區的云南省省,其次為廣西壯族自治區、四川省、貴州省與西藏自治區,由西北、東部沿海及東北地區呈現遞減趨勢,寧夏回族自治區、新疆物種豐富度最小,屬分布最豐富的則是云南,其次是臺灣省、四川、貴州和廣西;中國蕁麻科植物特有性分布中心為臺灣,其次為廣西、云南、西藏一帶;小行星3789蕁麻科植物的垂直分布中心為500~2000m,水平分布中心為東經90°~120°和北緯20°~35°。這與物種豐富度分布格局有明顯差異,主要存在兩方面的原因:一是云南成為蕁麻科物種、屬豐富度分布中心,卻不是最大特有性分布區,這可能是由于分布在云南的物種豐富,該地區的物種分布廣泛所造成;對于西藏,可能是由于地形復雜(橫斷山脈),地貌多樣,基本上可分為極高山、高山、中山、低山、丘陵和平原等6種類型,環境異質性較大而形成特有性較大的特點。二是廣西地區地形復雜,四周多山地與高原,總體為山地丘陵性盆地地貌,其特殊的地形和地理位置的因素形成較大的特有性,可見,地理隔離和環境異質性對特有性的影響很大。
生境
蕁麻科植物多是一年生或多年生草本、亞灌木植物,在叢林中多為中下層植物,大多生長在陰濕環境下,其中大多數分類群存在于潮濕的熱帶和亞熱帶氣候中,在森林樹冠下或其邊緣,一些種類存在于溫帶和較冷的地區。
冷水花屬(Pilea L.)是中國南方熱帶和亞熱帶山區中組成陰濕環境草本植被的主要建群植物。蕁麻屬(Urtica L.)生長在世界各地溫和的溫帶氣候中,性喜水分充足的開闊或部分陰涼的棲息地,經常出現在森林、河流或溪流以及路邊,其中蕁麻鳽屬蕁麻(Urtica fissa)可在原有植被人為破壞或改變的環境下,靠自身的適應及競爭能力而繁衍,可跟隨人跡而至,即能在人類活動頻繁的地區生長。樓梯草屬(Elatostema)為蕁麻科的第二大屬,包括數百種草本植物和亞灌木,主要生長在森林、峽谷、溪邊和洞穴的樹蔭下。號角樹屬(Cecropia)為熱帶喬木,常見于中美洲和南美洲受干擾的森林生境的下層,生長極快,可在森林縫隙或空地快速生長繁衍。
習性
蕁麻科植物喜溫暖濕潤、耐陰、抗寒、抗旱、抗逆較強。
冷水花屬冷水花(Pilea notata)對環境適應性強,具有叢生性和極強的耐陰性;喜濕潤環境;對土壤要求不嚴,適生長在疏松、排水良好的土壤;喜溫暖環境,生長適溫15~25℃;較耐陰,忌烈日,喜散射光。
蕁麻屬蕁麻(Urtica fissa)喜生長在富含有機質,尤其是富含氮的潮濕土壤上,作為一種親氮植物,能忍受亞硝酸鹽含量高的土壤;野生蕁麻耐瘠薄、抗寒、抗旱,抗逆性優于苜(Medicago sativa),可以馴化,進行人工栽培,適于在干旱、半干旱地區種植。
苧麻屬苧麻(Boehmeria nivea)為短日照植物,以地下莖和根系留地越冬;生長適溫為17~30℃,要求年降水量1000mm以上,相對濕度為80%~85%;丘陵、山區和平原均可栽培,但土層必須深厚,土壤pH以6~7為宜;在中國,常在秋季開花、結實。
樓梯草屬廬山樓梯草(Elatostema stewardii)為陰生植物,自然狀態下野生于山谷溝邊或林下,性喜溫暖涼爽濕潤氣候,以微酸性土壤為宜,要求水分充足的砂壤土或有機質豐富、疏松的壤土,喜陰耐寒,對光照敏感, 不宜長時間陽光照射。
號角樹屬號角樹(Cecropia peltata)為陽生植物,性喜溫暖、濕潤及陽光充足的環境,適生于肥沃、疏松的土壤,生長適宜溫度為22~30℃,日照70%~100%,生性強健,耐熱、耐旱、不耐風。
繁殖方式
蕁麻科植物通常為單性花,可以是雌雄同株或雌雄異株,風媒授粉。蕁麻科植物雄花的花藥2室,成熟時藥壁纖維層細胞不等收縮,引起藥壁破裂,并與花絲內表皮墊狀細胞膨脹運動協調作用,將花粉向上彈射出。蕁麻科植物的特色是:花絲會反折,有微風時開放彈射出花粉借此傳粉;此外,蕁麻科半屬左右的種類具有彈性假雄蕊,借此散播果實。
栽培技術
蕁麻科植物物種豐富,栽培種也非常繁多,各地分布廣泛,其中選擇代表屬常見栽培種如冷水花屬冷水花(Pilea notata)、蕁麻屬蕁麻(Urtica fissa)和雜交蕁麻、苧麻屬苧麻(Boehmeria nivea)、樓梯草屬廬山樓梯草(Elatostema stewardii)、號角樹屬號角樹(Cecropia peltata)等進行介紹。
選地整地
冷水草插法繁殖扦穗可用河沙或蛭石作介質,用沙質土上盆;分株繁殖可用壤土、河砂、腐葉土混合配制上盆土。蕁麻選擇地勢平坦,疏松的壤土或砂壤土地塊。苧麻是深耕性作物,山坡地應選擇背風向陽或山間平坦窩地;湖區主要是選擇地下水位低的地,新麻園最好能集中連片,并設防風林帶,建好排灌系統。廬山樓梯草栽培在園林中,可布置于巖石園、溪邊、岸邊、池塘邊陰濕處。號角樹栽培介質以壤土或沙質壤土為佳,種植地點要避免強風。
繁殖育種
在有性繁殖中,冷水花、蕁麻、雜交蕁麻、苧麻以及號角樹均可進行播種繁殖,其中苧麻雜交育種是苧麻育種最常用的方法。
在無性繁殖中,冷水草一般采用扦插法繁殖,也可分株繁殖,春、秋兩季均可進行;蕁麻的無性繁殖方法種根分株繁育;雜交蕁麻的無性繁殖通常是將雜交蕁麻的幼株或叢簇挖起移栽到菜園中;苧麻無性繁殖常用的方法有分繁殖、腳麻繁殖、壓條繁殖等;廬山樓梯草的無性繁殖為珠芽繁殖及分株繁殖;號角樹的無性繁殖為高壓法,春、夏季為適期。
栽培管理
冷水花喜濕潤,夏季要注意盆土濕度,每天需給葉面噴霧和淋水;4~9月,每半月施肥1次;喜溫暖,生長適溫15~25℃,冬季室內越冬,溫度在5℃左右;較耐陰,忌烈日,喜散射光。蕁麻出齊苗后進行第一次中耕除草,封壟后不再除草,結合澆水進行追肥,保持土壤見干見濕;雜交蕁麻的適應性較強,生長旺盛,幾乎不用多加管理,一般每年春天萌發前追施一次有機肥,采收季節可追施一些速效肥,且要保持較高的水分,勤澆水,使莖葉產品柔嫩。苧麻新麻地等幼苗出土后需進行中耕,冬耕時間一般在三麻收獲后;春天頭季麻出苗和每次收獲后,需追施速效氮肥;種植多年的麻田,應進行疏蔸,增施有機肥,同時加強冬季培管,多施有機肥或高效復合肥,中耕培土,覆蓋麻莞。廬山樓梯草生長較快,無論是盆栽還是作地被植物栽培,肥水必須充足;夏季每天澆水外,葉面還要經常噴水,冬季適當減少澆水;生長期間應經常摘心,以促發側枝并保持低矮而豐滿的株形。號角樹需在春、夏季生長期施肥2~3次,冬季落葉后修剪整枝。
病蟲害防治
冷水花植株經常更新不易感染病蟲害,但不正確的養護會受蚜蟲的侵染,并感染霜霉病和冷水花絲核菌病。蕁麻在高溫季節少量發生白粉病,可用白大夫和立白交替使用進行防治,蟲害易發生蚜蟲和潛葉蠅,可用蟲斃凈進行防治;雜交蕁麻極少受病蟲害危害,不需施農藥,其產品是合格的綠色食品。中國苧麻的主要病害有根腐線蟲病、白紋羽病、炭疽病等,主要害蟲有苧麻夜蛾、天牛、綠綠蟲、黃鉤蛺蝶、赤蛺蝶等,均可用藥劑防治。廬山樓梯草對光照敏感,長時間陽光照射,會葉色失綠、葉變小,降低觀賞性。
蕁麻科植物還受到許多細菌、病毒、真菌和線蟲病等病害的危害,如細菌性葉斑病、辣椒炭疽病、漆斑菌葉斑病、芝麻疫病、白絹病等,主要危害蕁麻科冷水花屬、赤車屬的植物,其中漆斑菌葉斑病能危害整個蕁麻科的植物。
采收加工
蕁麻種植當年即可采收,可連年采收,一般在5月上中旬株高達40~60cm時,采食其鮮嫩的莖葉,采收時避免皮膚露在外面,采下后,用開水焯后冷藏;雜交蕁麻可以進行露地栽培,一般于4~5月開始采收, 后每隔15~20天采收1次,一直可采收到9月份,也可作為反季節蔬菜反季節種植,于春節前后采收上市。苧麻生長基本停止、下部葉片脫落、莖中下部變褐色時,為工藝成熟期;手工收獲方法是在田間折斷麻莖后剝下麻皮,也可割倒麻莖運回剝皮;機械收獲方法是用割麻機器割倒麻莖,打捆運回,用剝麻剝取原麻。
保護
資源現狀
蕁麻科植物以草本為主,野生種類豐富,栽培種類較少,在園林綠化中,蕁麻科的野生種類基本沒有被推廣利用,但栽培種較為常見,蕁麻科植物作為優良林下野生觀賞地被植物材料的應用非常少。
中國是苧麻的原產地,對苧麻屬野生種資源的研究最為深入。截至2012年,中國苧麻屬野生種資源有31種12變種,分布范圍十分廣泛,但尚未實施原生境保護;考察搜集結果表明,苧麻野生種資源在明顯減少,部分瀕危,只有少數繁殖能力強的野生種在生態條件較好的地方有連續分布的成片群落,其主要分布中心在廣西壯族自治區、云南省;同時在搜集野生苧麻資源過程中發現,中國原有資料記載的苧麻屬野生種還有10余種的野生資源未搜集到,多數種到資料記載的模式產地或資料記載地點尋找未能發現,如光葉苧麻(苧麻屬 leiophylla)在云南綠春、長圓苧麻(Boehmeria oblongifolia)在龍州縣,這兩個種2008~2011年間未能在上述區域找到。
蕁麻科植物部分種類的物種分布和種質資源十分受限,在《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)收錄進的18種極危(CR)蕁麻科植物中,如Boehmeria excelsa是智利(Chile)胡安·費爾南德斯群島(Juan Fernández Archipelago)中魯賓遜克魯索島(Robinson Crusoe Island)的特有物種,預計占用面積 (AOO)小于12km2;Neraudia sericea是美國(United States)夏威夷群島(Hawaiian islands)茂宜島(Maui)的特有種,預計占用面積(AOO) 為2657km2,生長于海拔670~980米之間。此外還有未收錄進《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)中,如在2022年12月發表的蕁麻屬 rupestris Guss. 是意大利(Italy)西西里島(Sicily)的特有珍稀物種,生長在西西里島東南部(Hyblaean地區)的陰崖上,在《意大利植物區系紅皮書》中被列為易危(VU)物種。在中國廣東省蕁麻科植物的分布中,亦有少數種類僅分布于特定的區域內,如光葉樓梯草(Elatostema laevissimum)僅分布于粵東的龍門縣,盤托樓梯草(Elatostema dissectum)僅分布于粵西的信宜。
致危因素
蕁麻科植物的保護物種存在諸多威脅因素,在《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)中,蕁麻科保護物種的致危因素包括住宅及商業開發、農業與水產養殖、生物資源及能源的生產與開采、交通運輸服務、人為入侵干擾、自然系統改造、問題物種入侵、基因及疾病、環境污染、地質變化、氣候變化與惡劣天氣。
蕁麻科植物資源多數種分布較廣,小部分種分布于較為狹小而生境特化的區域內,氣候環境的變化導致其居群數量逐漸減少,由于生境破壞以及人為采挖 (主要針對藥用植物) ,使得物種的生存遭受威脅,如在上個世紀,西西里島的Hyblaean高原由于極端的人為干擾造成了自然棲息地的持續和無限制的碎片化,從而導致一些植物物種的減少和消失,其中就包括蕁麻屬 rupestris Guss.。
中國野生苧麻主要是人為因素影響,正面臨嚴重的衰退、丟失、甚至滅絕的險境。由于人類活動的頻繁及自然環境的劇烈變化,對生物資源產生一定的影響,不少生物又面臨著適者生存的選擇與淘汰,對于部分繁殖能力和抗御逆境能力偏弱的野生植物(包括苧麻野生種質資源)將有可能大量減少或面臨著消亡的危險,如在中國云南省西雙版納州倫鎮巴卡寨基若族部落山區可見的野線麻、長葉苧麻、歧序苧麻、腋球苧麻、序葉苧麻等10余個野生種,但山中林木已砍伐,生態惡化,致使很難再找到野生種。
保護等級
IUCN收錄
根據《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN),共收錄有蕁麻科保護物種249種。在保護等級數量分布方面,極危(CR)18種、瀕危(EN)22種、易危(VU)22種、近危(NT)19種、無危(LC)160種、數據缺乏(DD)8種。在屬的種類數量分布方面,保護物種數量分布較多的屬有號角樹屬42種、絞樹麻屬30種、火樹麻屬24種、冷水花屬19種、雨葡萄屬14種、紅珠麻屬14種、苧麻屬12種、萬果麻屬9種、巨葚樹屬6種等。
中國收錄
在《中國生物多樣性紅色名錄—高等植物卷(2020)》中,共收錄有蕁麻科保護物種573種;其中極危(CR)有多溝樓梯草(Elatostema multicanaliculatum);瀕危(EN)有對序樓梯草(Elatostema binatum)、鈍齒冷水花(Pilea penninervis)、鏡面草(Pilea peperomioides);此外還有易危(VU)14種,包括樓梯草屬(Elatostema)8種、冷水花屬(Pilea)3種、赤車屬(Pellionia)1種、鳳凰木麻屬(Dendrocnide)1種、舌柱麻屬(Archiboehmeria)1種;數據缺乏(DD)15種,包括冷水花屬(Pilea L.)7種、樓梯草屬(Elatostema)5種、苧麻屬1種(Boehmeria)、蕁麻屬(Urtica L.)1種、紅小麻屬(Laportea)1種;其余則為無危(LC)540種。在《國家重點保護野生植物名錄》中,苧麻屬的光葉苧麻(Boehmeria leiophylla)和長圓苧麻(Boehmeria oblongifolia)的保護等級均評估為二級。
保護措施
在《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》(IUCN)中,共列舉了多項保護措施對蕁麻科保護物種進行保護,這些保護措施總共覆蓋有158個蕁麻科保護物種,其中包括土地/水資源保護、資源與棲息地保護、土地/水資源管理、入侵/問題物種控制、棲息地的自然過程恢復、物種管理、教育與意識、法律與政策、生境、經濟和其它激勵措施。
對蕁麻科保護物種的保護主要是對蕁麻科植物生境的保護,盡可能地減少人為因素的破壞;同時根據蕁麻科不同種的生長規律、生境以及適應性強弱,制定詳細的引種計劃,在保證野生種群數量的基礎上,開展引種馴化與繁育研究。針對蕁麻屬 rupestris Guss.的保護,根據世界自然保護聯盟(IUCN)的標準,提出了該物種的新風險狀態,并建立一個新的棲息地(92/43CEE),以便進行正確的長期保護。
中國苧麻屬野生種資源主要有2種保護對策。在加快野生苧麻種質資源的考察、收集和保存工作中,迫切任務是廣泛發掘和收集種質資源并很好地予以保存,即組織技術力量,全面開展苧麻屬野生種資源的的考察搜集工作;建立原生境保護區,野生苧麻種群落在比較原始的生態環境中,就地進行保存資源,建立自然保護區或天然公園等途徑保護野生物種;建立種質資源數據庫,即根據國家種質資源描述規范、種質資源數據標準、種質資源數據質量控制規范,建立標準的種質資源數據在加強現有種質資源圃的建設與管理中,中國在20世紀80年代就開始對苧麻屬野生資源的考察搜集,對已收集保存的野生資源進行了建圃保存。中國農業部已將野生苧麻等野生植物資源搶救性收集和異位保存列為重要內容,每年均列專項資助野生農作物種質資源的調查、搶救性收集、動態監測、鑒定評價和保護利用。
危害
物種入侵
在全球入侵物種數據庫(GISD)中,苧麻屬長葉苧麻(Boehmeria penduliflora)、號角樹屬的號角樹和Cecropia schreberiana被列為入侵物種。
長葉苧麻是開放干擾環境的先鋒物種,它能取代本地物種從而阻止植物自然演替的進程;在火山活躍地區,它是最早出現在巖漿流附近的植物之一,這種小樹在自然植被發育過程中能取代本地物種。
號角樹是一種新熱帶喬木,也作為一種觀賞物種被廣泛栽培。號角樹是一種生長迅速、對光照要求高的先鋒物種,通常棲息在森林間隙和受干擾的地方,在原生范圍內的樹木落葉間隙中定植,并能夠建立密集的林分;也可以迅速侵入受干擾的區域,如森林樹冠間隙、農業用地、熔巖流等。號角樹能形成密集的林分,可能與本地先鋒物種競爭或取代,并降低物種豐富度,有證據表明,它與熱帶非洲先鋒物種Musanga cecropioides競爭并可能進行取代,是其原生范圍以外的地區極具侵略性的入侵物種,并被列為全球入侵物種數據庫(ISSG,2007年)中“世界上最嚴重”的100個入侵者之一。美國夏威夷大學Curtis Daehler博士編寫了夏威夷和其他太平洋島嶼的號角樹風險評估,評估表明號角樹可能會對夏威夷和其他太平洋島嶼造成重大生態或經濟損害。防治措施可以用手拔出或挖出幼苗和幼樹,可砍伐較大的樹木,樹樁用除草劑處理,號角樹的葉片可被Historis spp. 和各種蛾類昆蟲取食并出現大面積落葉。
Cecropia schreberiana是一種新熱帶先鋒樹種,通常棲息在森林間隙和受干擾的地區,例如路邊或河岸帶,它是一種重要的熱帶氣旋后殖民者,可以在颶風過后快速而大量地再生。Cecropia schreberiana在波多黎各的Lanquillo山脈建立了非常密集、幾乎是單一物種的林分,其優勢地位是通過颶風造成的定期干擾來維持的,有可能取代引進地點的本地先驅或河岸物種或與之競爭,具有減少生物多樣性和取代本地物種的入侵潛力。
在中國外來入侵物種信息系統(IASC)中,冷水花屬小葉冷水花(Pilea microphylla)的入侵等級被列為4級(一般入侵)。小葉冷水花原產于南美洲熱帶地區,后引入亞洲、非洲熱帶地區。在我國廣東省、廣西壯族自治區、福建省、貴州、江西省、浙江省和臺灣低海拔地區已成為廣泛的歸化植物,人侵歷史不詳;常生長于路邊石縫和墻上陰濕處,為苗圃中常見禾本科雜草,逃逸后在山地、溝谷歸化,排擠本土的石生和附生草本植物,影響當地生物多樣性;可在結果前人工拔除或利用化學除草劑進行防治。
植物毒性
毒性植物
蕁麻科植物主要有毒屬是蕁麻屬(Urtica L.)、鳳凰木麻屬(Dendrocnide)和蝎子草屬(Girardinia),常見的有毒植物有蕁麻(Urtica fissa)、狹葉蕁麻(Urtica angustifolia)、圓齒火麻樹(Laportea sinuata)等,其中對鼠類具有毒性的物種不多,主要有圓基火麻樹(Dendrocnide basirotunda)。產于云南省與廣西壯族自治區的火麻樹(Dendrocnide urentissima)有蜇傷兒童和幼畜引起死亡的記載。
中毒原因
蕁麻科植物蜇毛對皮膚的損傷是機械和化學作用的結合,蜇毛的末端是一種帶刺的薄壁球狀細胞,內含有毒液,毒液成分復雜,含有一種特殊的酶和甲酸、醋酸、酪酸以及含氮的酸性物質,同時細胞壁含硅,質脆,當接觸皮膚時,蜇毛一觸碰就會折斷,球狀物破裂,粗糙的末端可刺破皮膚,并將刺激性化學物質注射入皮膚內,使被蜇部位皮膚產生燒痛、腫脹等過敏癥狀。
中毒癥狀
蕁麻科植物莖葉上的蜇毛具毒性,人及牲畜的皮膚接觸到蜇毛會在接觸部位出現瘙癢、灼燒、發紅、腫脹、起泡、劇烈疼痛等刺激性皮炎癥狀。牲畜采食或誤食蕁麻科植物,可引起刺激性胃腸炎,表現為劇烈嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀,不及時處理甚至死亡。
治療預防
人及牲畜的皮膚接觸蕁麻科植物的蜇毛引起中毒,可在患處立即用清水、肥皂水、蘇打水或氨水洗滌,敷橄欖油或食用油,內服氯苯吡胺、苯海拉明等抗過敏藥,可靜脈注射5%溴化鈣、維生素c、地塞米松等,嚴重者應立即就醫。無治療條件時,可用便溺涂抹應急,也可用臭蒿擦拭被蜇部位以緩解刺痛。牲畜采食蕁麻科植物中毒,應立即投服堿性藥物如肥皂水、3%碳酸氫鈉等,以中和植物中含有的酸性刺激性物質,減輕對消化道黏膜的損傷,隨后給予保護劑如牛奶、豆漿、蛋清等防止毒物被胃腸黏膜吸收,保護胃腸黏膜免受毒物損害。預防牲畜接觸或采食蕁麻科植物引起中毒,應避免牲畜在蕁麻科植物大量滋生的地區放牧,減少與其接觸的機會,同時注意清除混入飼草中的蕁麻科植物。
用途
園林觀賞
蕁麻科植物的栽培種類具有優異的園林觀賞價值。冷水花屬、赤車屬、樓梯草屬中植物莖肉質、葉色翠綠、形態奇特、葉有花紋,可作為觀賞植物,其中花葉冷水花、大托葉冷水花、小葉冷水花(Pilea microphylla)、吐煙花(Pellionia repens)、廬山樓梯草等廣為栽培觀賞用。廬山樓梯草株型低矮、莖的肉質水嫩、葉色濃綠,體態奇特,并且生長迅速、致密整齊,在密林下也能滋繁,群落覆蓋率高,在園林中可布置于巖石園、溪邊、岸邊、池塘邊陰濕處,片植于林下、溝谷濕地作地被植物,或在水溝淺水帶作水生植物,高大建筑物陰面供觀賞,是極好的耐陰濕觀葉地被植物。冷水花等具有葉形美、繁殖快、覆蓋面積大等特性,可栽于林下、濱水、路緣供觀賞,作為耐陰、耐濕的觀葉地被植物。
食用營養
蕁麻科的蕁麻屬、蝎子草屬、艾麻屬等諸多屬的嫩枝葉可以食用。蕁麻屬的雜交蕁麻是現代科學育種技術培育而成的優良品種,經中國農業科學院草原研究所的科研人員引種、馴化、廣泛研究,成功培育出的一種可食用保健蔬菜,雜交蕁麻素炒做湯,涼拌做餡均可,還可速凍或脫水長期貯藏,歐洲人就將其作為特種蔬菜食用,如蕁麻布丁、蕁麻奶油湯等;蕁麻葉中含有豐富的蛋白質和多種維生素,可采其嫩枝葉作蔬菜或制作餡餅食用,其產品是合格的綠色食品,可開發蕁麻植物為一種野生的綠色蔬菜;在歐洲,蕁麻的植株和葉片被列入食物調味品的天然來源中,可用來做湯和草藥茶;蕁麻茶是一種常見的茶飲料,具有清熱解毒、潤肺止咳等功效,能夠緩和花粉癥、青春痘。
蕁麻屬的狹葉蕁麻富含多種氨基酸,人體必需氨基酸齊全且含量高,是緩解人類“亞健康狀態”的保健性食品,同時還富含人體健康必需的粗食纖維,食用后可促進腸胃蠕動,改善消化不良及慢性便秘患者的癥狀。水麻屬水麻的果實富含礦質營養元素,含水量和清湯率極高,可加工制作飲料。此外,盤托樓梯草、糯米團、小果蕁麻、狹葉蕁麻等的嫩莖葉還可作為野生蔬菜,并開發系列產品。
工業原料
蕁麻科植物富含纖維,種子可榨油,可為紡織、造紙、工業等提供重要原料。蕁麻科許多種類的莖皮富含纖維,其中苧麻屬(Boehmeria)、水麻屬(Debregeasia)、紫麻屬(Oreocnide)、水絲麻屬(Maoutia)、霧水葛屬(Pouzolzia)、蝎子草屬(Girardinia)、蕁麻屬(Urtica L.)、艾麻屬(Laportea)、錐頭麻屬(Poikilospermum)等均為重要的纖維植物,苧麻(Boehmeria nivea)、紅火麻(Girardinia suborbiculata)、青葉苧麻(苧麻屬 nivea var. tenacissima)等是中國南方常見的栽培優良纖維植物,為紡織和工業的重要原料。蕁麻屬(Urtica L.)植物纖維含量高,原料可用于造紙和紡織產品的生產,同時蕁麻纖維具有吸濕性能和可生物降解性,可開發夏季用品、工業用品和家用紡織品。苧麻鳽屬(Boehmeria)中大多數種可用作造紙或紡織工業纖維原料,苧麻和青葉苧麻還是重要的經濟作物。苧麻的韌皮纖維可作為高檔天然纖維織成的原料,是國際知名的“中國草”,主要用于紡紗生產線、布與布鞋生產,可開發成旅游產品;苧麻纖維還可加工成纖維板,具有地質堅硬、吸音和隔熱性能好、體積穩定不易變形、易于染色和油漆、利于機械加工和膠合等優點;此外,苧麻纖維還可制作天花板、內墻板和各種家具等,其苧麻制品具有吸濕、散熱快、透氣性好等特點。苧麻屬、蕁麻屬、蝎子草屬(Girardinia)、艾麻屬(Laportea)、錐頭麻屬(Poikilospermum)的種子可榨油,供工業用;其中苧麻屬的種子出油率較高,屬于高含油量種子,野生種出油率高于栽培種出油率。
醫學藥用
蕁麻科植物諸多種類可入藥作為中藥材,植物化學成分的生物活性具有藥理學作用,具有優異的醫學藥用價值。中國蕁麻科植物藥用歷史悠久,該科藥用植物中,除極少數作中藥外,多為民間民族用藥,該科眾多的屬、種多數具有抗菌消炎、活血消腫、消積通便、解毒、祛類風濕性關節炎的功效,其中以蕁麻屬、苧麻屬、冷水花屬、水麻屬植物居多,有些種類可藥用,如廬山樓梯草、蕁麻、苧麻等。
據《中藥大辭典》記載,蕁麻為蕁麻屬植物麻葉蕁麻、裂葉蕁麻、寬葉蕁麻、蕁麻的全草;具有抗炎藥鎮痛、抗凝的藥理作用;藥性苦、辛,溫,有大毒;具有祛風通絡生骨膠囊、平肝定驚、消積通便、解毒的功效。主治風濕痹痛、產后新生兒抽搐、小兒驚厥、小兒麻痹后遺癥、高血壓病、消化不良、大便不通、蕁麻疹、跌打損傷、蟲蛇咬傷。蕁麻根為蕁麻屬植物麻葉蕁麻、裂葉蕁麻、寬葉蕁麻、蕁麻的根,出自《貴州民間方藥集》:“治虛弱勞傷,舒筋活血,又可驅風。“具有祛風、活血、止痛的功效,主治風濕疼痛、蕁麻疹、濕疹、高血壓病;麻葉蕁麻有毒,過量服用可致劇烈嘔吐、腹痛、頭暈,以至虛脫。
據《中華人民共和國藥典》和《中國藥膳大辭典》記載,苧麻根為苧麻屬苧麻的干燥根和根狀莖;性甘、寒,歸心、肝、腎經;具有止血涼血、安胎、解毒的功效,主治尿血、胎漏下血、胎動不安,外治腫初起。苧麻根還可制作苧麻粥,具涼血止血安胎功效,適用于血熱崩漏、妊娠胎動下血、尿血、便血等癥;苧麻根飲,具涼血止血功效,適用于血熱崩漏、血色深紅、口干喜飲、煩躁不安、舌紅苔黃等癥;苧麻根茶適用于血淋、安胎;苧麻根糯米粥,具清熱補氣、止血安胎功效,適用于胎漏、胎動不安、陰道流血、體虛而有熱者。
蕁麻科植物化學成分的生物活性也具藥理作用,其化學成分包括三萜、固醇、黃酮、木脂素、倍半萜、生物堿、簡單酚類化合物和其他化合物,這些化學成分的生物活性具有抗細胞毒性、抗微生物(抗細菌、真菌和病毒)、抗炎藥鎮痛、抗凝、抗糖尿病、抗氧化、降糖降脂、抗良性前列腺增生、保肝保腎、改善免疫調節、促進傷口愈合等藥理作用。蕁麻科植物還含有多種人體必需的微量元素、氨基酸、礦質元素和其它營養成分,可以補充和調整人體所需的元素,增強調節人體新陳代謝。
飼用用途
蕁麻科植物諸多種類的嫩莖葉可直接飼喂禽畜,亦可加工成飼料進行飼喂,具有優異的飼用價值。蕁麻屬植物在飼料領域可以替代傳統蛋白質飼料和優質牧草,降低飼料成本,同時蕁麻及其提取物還具有抗氧化、抗炎藥、提高免疫力、改善動物產品品質等功能,對于提高畜禽生產性能和改善免疫功能有著積極的促進作用;其中蕁麻葉制成蕁麻糊漿飼喂健康蛋種雞,可提高產蛋雞的產蛋率飼料報酬、種蛋合格率、受精率、孵化率和健雛率,并降低幼禽發病率,家禽飼糧中添加一定比例蕁麻或其提取物可以起到替代部分豆粕、改善蛋品質、提高抗應激能力、促進生長及繁殖性能等功效;飼料中添加適量的蕁麻或其提取物可顯著改善不同魚類生長和免疫性能,可作為水產動物的生長促進劑和免疫增強劑,廣泛用于集約化水產動物養殖產業;在英國,蕁麻還是馬的天然飼料,可為紅細胞形成提供鐵元素,并降低血液中的血糖含量;蕁麻可作為優質牧草的替代物,在降低養殖成本的同時維持或改善反芻亞目生產功能,其所含生物活性物質還可起到增強免疫力和抗氧化能力的作用;蕁麻提取物可作為飼料添加劑成分在生長豬階段提高生長性能,在育肥豬階段改善肌肉顏色和脂肪酸組成,并提高肌肉氧化穩定性;此外,異株蕁麻、麻葉蕁麻還可晾曬成干草作為青貯飼料。苧麻屬苧麻的嫩莖葉也可作為飼料,人們已將成熟的植物莖葉干燥、粉碎,加工成草,作為豬、雞、奶牛的飼料,并商品化生產苧麻葉粉,產業化生產栽培飼料;苧麻葉還可養蠶作飼料。
生態作用
蕁麻科多為草本植物,因此可做地被植物,對維持當地的生態平衡和水土保持具有重要意義。冷水花屬(Pilea L.)、樓梯草屬(Elatostema)、赤車屬(Pellionia)是中國南方山坡林下草本植被常見的建群植物。冷水花屬植物還具有凈化空氣的作用,能凈化廚房烹時所散發的油煙;蝎子草(Girardinia diversifolia )可作為一種圍園護圃植物,栽于圍園四周可驅鼠、防蟲。苧麻屬植物宿根性植物具有根系發達、固土力強、竹稈高且密度大、生長快的特點,同時覆蓋面積大,可減少地面水分的蒸發,保持土壤濕潤;其中苧麻屬苧麻就具有抗逆境能力強、生長迅速、繁殖能力強、根系龐大、生物產量高等特點,同時具有極強的重金屬耐性,是理想的土壤重金屬污染植物修復資源。植物纖維地膜,是以麻纖維為骨架制成無紡布地膜,可以防治病蟲害、增產、無污染,有助于提高農作物產量,保護環境,更加有利于農業的可持續發展。
代表類群
蕁麻科植物物種豐富,栽培種也非常繁多,各地分布廣泛。在多識植物百科中,該科劃分為4亞科,13族,9亞族,57屬,1300余種。在蕁麻科植物中,樓梯草屬、冷水花屬、蕁麻屬、苧麻屬等廣泛栽培利用,火麻屬是重要的有毒植物,因此以該5屬作為代表類群進行介紹。
樓梯草族樓梯草屬
樓梯草屬學名Elatostema J. R. et G. Forst.,小灌木、亞灌木或草本。葉互生,兩側不對稱,具三出脈、半離基三出脈或羽狀脈。雄花序有時分枝呈聚傘狀;苞片常沿花序托邊緣形成總苞,在花之間有小苞片;雄花被片(3-)4-5;雌花被片3-5,短于子房,柱頭畫筆頭狀。瘦果狹卵球形或橢圓球形,光滑或不光滑。鐘乳石體紡錘形或線形,稀點狀或不存在。花粉粒2孔,刺狀紋飾。
樓梯草屬是蕁麻科原始群樓梯草族(Trib. Elatostemeae Gaudich.)中的一個進化屬,約有350種,中國約有170種,《中國維管植物科屬志(全三冊) 》將樓梯草屬劃分為4型,500種,中國234種,中國特有205種;分布于亞洲、大洋洲和非洲的熱帶和亞熱帶地區;中國分布于西南、華南至秦嶺,主產云南、廣西壯族自治區、四川和貴州。本屬自1776年成立以來,其屬下系統關系及其與赤車屬(Pellionia)的關系一直存在爭議;本屬的權威分類鑒定專家王文采(1926-2022)先生對樓梯草屬和赤車屬(Pellionia)研究認為,樓梯草屬和赤車屬(Pellionia)應該為獨立的屬;中國研究員吳增源等基于3個基因組的7個片段構建了較完整的蕁麻科系統發育框架,研究顯示樓梯草屬為單系類群,但其與赤車屬(Pellionia)和藤麻屬(Procris)的系統關系尚不清楚。樓梯草屬植物是中國南方熱帶和亞熱帶山區中組成陰濕環境草本植被的主要建群植物;有些種類可供藥用、飼料或觀賞。
假樓梯草族冷水花屬
冷水花屬學名Pilea Lindley,草本或亞灌木,稀灌木,無刺毛。葉對生,三出脈,稀羽狀脈;托葉柄內合生。花序聚傘狀、聚傘圓錐狀、穗狀、串珠狀、頭狀等;雄花被片4-5,稀2,雄蕊與花被片同數;雌花3基數,柱頭畫筆頭狀。瘦果卵形或近圓形,表面平滑或有瘤狀凸起,稀呈魚眼狀。鐘乳石體條形、紡錘形或短桿狀,稀點狀。花粉粒2孔,刺狀紋飾。
冷水花屬2-2(3)型,共400種,中國80種,中國特有31種;世界廣布,主產熱帶和亞熱帶地區,延伸至溫帶地區;中國主產長江以南,少數到東北、甘肅省等。分子系統學研究表明冷水花屬是否為單系類群尚不明確,有1個單型屬石蓮鏡面草屬(Sarcopilea)應包含其中,關于兩者的關系有待進一步研究,假樓梯草屬(Lecanthus)與該屬的關系較近。冷水花屬植物是中國南方熱帶和亞熱帶山區中組成陰濕環境草本植被的主要建群植物,有些種類可供藥用、飼料或觀賞,如冷水花(Pilea notata)。
火麻樹族火麻屬
火麻樹屬食蟲類Dendrocnide Miquel,喬木或灌木,具刺毛。葉螺旋狀互生,具柄,全緣、波狀或有齒,常具羽狀脈;托葉常較大,在葉柄內完全合生。花序聚傘圓錐狀,單生于葉腋,雌的團傘花序常具多少膨大的肉質序梗;雄花4或5基數;雌花4基數;花被片多少合生,裂片近等大,兩面有疣狀凸起物;宿存柱頭向下彎;果期花梗臘腸狀。
火麻樹屬5(7)型,共36種,中國6種,中國特有1種;分布于東南亞,大洋洲和太平洋島嶼的熱帶地區;中國產臺灣省、廣東省南部、海南省、廣西壯族自治區西南部、云南、西藏自治區東南部。分子系統學研究強烈支持火麻樹屬隸屬于第三大分支,且該屬是個單系類群得到了較高的支持率,但屬下系統關系有待加大抽樣研究。
蕁麻族蕁麻屬
蕁麻屬食蟲類Urtica 卡爾?馮?林奈,草本,稀灌木,具刺毛。莖4棱。對生葉,基出脈3-5(-7)。花序成對腋生,數朵花聚集成小的團傘花簇,在序軸上排成穗狀、總狀或圓錐狀,稀頭狀;雄花被片覆瓦狀排列;雌花被片4,不等大,柱頭畫筆頭狀。瘦果光滑或有疣狀凸起。鐘乳體點狀或條形。花粉粒3(-4)孔,顆粒狀紋飾[63]。種子直立,胚乳少量,子葉近圓形,肉質,富含油質。
蕁麻屬1(8-4)型,共30種,中國14種,3亞種;分布于北半球的溫帶和熱帶地區;中國產華北和西南。傳統分類學中蕁麻屬隸屬于蕁麻族,分子系統學研究表明蕁麻屬隸屬于第三大分支,可能包含1個小屬西海麻屬 (Hesperocnide),兩者構成了單系類群,姐妹群為花點草屬(Nanocnide)。諸多種類如歐蕁麻(Urtica urens)等的莖皮纖維可作紡織原料,莖葉可作飼料,嫩葉和嫩枝可食,有些種類可藥用。
苧麻族苧麻屬
苧麻屬食蟲類Boehmeria Jacquin,灌木、亞灌木或多年生草本。葉互生,有齒,不分裂,稀2-3裂,基出脈3;托葉分生,脫落。團傘花序生于葉腋或排列成穗狀或復總狀花序。雄花被片常為4,鑷合狀排列,退化雌蕊存在;雌花被管狀,有2-4齒,柱頭絲形,密被柔毛,宿存。瘦果卵形,由宿存花被所包被,果皮薄,常無光澤。花粉粒2(-3)孔,刺狀紋飾。
苧麻屬2型,共65種,中國25種,中國特有6種;主要分布于熱帶、亞熱帶地區,少數到溫帶;中國產西南、華南和東北,主產西南和華南。苧麻屬最早由Jacquin建立,模式種為采自印度西部的Boehmeria ramiflora Jacquin;該屬的界定及屬下關系一直存在爭議,王文采和陳家瑞認為中國苧麻屬約有32種11變種,并將其分為5組,初步建立了中國苧麻屬較為完整的分類體系;Wilmot-Dear等基于形態學和地理學對世界苧麻屬進行了分類修訂,認為苧麻屬應包含47種,其中14種分布在新世界,33種分布在舊世界;苧麻屬的分子系統學研究十分有限。苧麻屬植物,苧麻(Boehmeria nivea)的莖皮纖維為麻的代用品和人造棉的原料。
相關研究
分子系統學研究
蕁麻科的分子系統發育工作已證實了蕁麻科的單系性,并解決了分類群之間的主要關系。印度尼西亞植物學家Julisasi T. Hadiah和英國植物學家Barry Conn等選取蕁麻科25屬63種,基于葉綠體片段序列分析顯示該科分為3個分支,然而該研究中很多形態變異較大,物種數量多的屬如苧麻屬(Boehmeria)和樓梯草屬(Elatostema)等抽樣較少,無法驗證是否為單系類群,并且很多屬間系統關系不明確。中國研究員吳增源等選取蕁麻科47屬122種,基于3個基因組的4個脫氧核糖核酸片段,重建了該科更為完整的系統發育關系,結果表明所選取的Cecropiaceae中的4屬分布在蕁麻科不同的兩大分支中,結論證明Cecropiaceae與蕁麻科合并,則蕁麻科(包括Cecropiaceae)是一個單系群。巴西科學家Jéssica da Silva Maciel等人通過表征蕁麻科族和屬的特征代謝產物,以確定其化學特征、微分子標記和群體進化趨勢,其中化學計量學分析證實,號角樹族(Cecropieae)隸屬于蕁麻科,并且還證實蕁麻科幾個族之間的化學相似性,包括蕁麻族(Urticeae)、苧麻族(Boehmerieae)、樓梯草族(Elatostemateae)、墻草族(Parietarieae)、單蕊麻族(Forsskaoleeae)和號角樹族(Cecropieae)。
蕁麻科劃分為4大分支,與傳統分類劃分的5族相比,僅有1族(單蕊麻族)的單系性得到支持,其余4族(蕁麻族、假樓梯草族、苧麻族和墻草族)均非單系類群,且族中一些屬間關系,如蝎子草屬(Girardinia)和火麻樹屬(Dendrocnide)、萬果麻屬(Gyrotaenia)和唇被麻屬(Myriocarpa)等支持率較低。蕁麻科下最大的分支clade I由苧麻族、單蕊麻族和墻草族的大多數種類組成,分支內很多屬均非單系,如苧麻屬(Boehmeria)、霧水葛屬(Pouzolzia)等。另外,蕁麻科中最龐雜的苧麻族(Boehmerieae)成員散落3個大分支中,尤其水絲麻屬(Maoutia)和四脈麻屬(Leucosyke)與來自Cecropiaceae的3屬聚成1支,吳增源等通過形態性狀演化分析也未能找到該分支的形態學共衍征,因此該分支(clade IV)是蕁麻科分類學研究的難點之一。
生物地理歷史起源與傳播研究
中國研究員鄧濤、黃賢涵等人研究結果表明起源于古新世晚期的熱帶亞洲,表明蕁麻族最主要的分布中心是熱帶亞洲,隨后主要在漸新世和中新世發生向歐亞大陸、南美洲和非洲的遷徙事件;蕁麻族的生物地理歷史可能是由于熱帶遷徙和地理分隔的混合,隨后是多次大陸間的長距離傳播,在蕁麻族的諸多物種中,有翅和肉質的散居者的存在可能促進了蕁麻族在全球的擴張。中國研究員吳增源等人的研究發現蕁麻科起源于歐亞大陸,并根據海洋學洋流模型,在實驗條件下,許多蕁麻科植物的種子漂浮超過220天,并在海水中浸泡10個月后仍然存活,海水長距離傳播在蕁麻科的地理分布中發揮了重要作用,為查爾斯·達爾文的跨洋擴散假說提供了經驗證據。
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沉痛悼念王文采院士.中國植物科學研究所.2023-12-24