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鸭跖草科鸭跖草属的一年生草本植物 来自维基百科,自由的百科全书
鴨跖草(學名:Commelina communis),古名鼻斫草,又名雞舌草、淡竹葉、竹葉菜、碧蟬花[3][4],為鴨跖草科鴨跖草屬一年生草本植物。原生於中國大陸的四川、雲南、甘肅以東的區域、臺灣、朝鮮、俄羅斯遠東地區、日本、越南,也引入到了歐洲中部和東南部以及北美東部的部分地區[5],成為一種有害的雜草,模式標本採自北美[5]。常見於路邊陰涼處,花由兩個較大的藍色花瓣和一個較小的白色花瓣組成[5]。
鴨跖草 | |
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鴨跖草 | |
科學分類 | |
界: | 植物界 Plantae |
演化支: | 維管束植物 Tracheophyta |
演化支: | 被子植物 Angiosperms |
演化支: | 單子葉植物 Monocots |
演化支: | 鴨跖草類植物 Commelinids |
目: | 鴨跖草目 Commelinales |
科: | 鴨跖草科 Commelinaceae |
屬: | 鴨跖草屬 Commelina |
種: | 鴨跖草 C. communis
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二名法 | |
Commelina communis L., 1753
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變種 | |
綠色為原產地,紅色為引入地 | |
異名[2] | |
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鴨跖草最早記錄於公元四世紀至八世紀成書的和歌集《萬葉集》[6],在中文文獻中則最早見於唐代陳藏器所著《本草拾遺》[7],在中國古代本草著作中常與本科其他植物混淆[3]。卡爾·林奈於1753年在《植物種志》中對鴨跖草進行了現代植物學上的描述,並給出了二名法命名。[1][8]
鴨跖草的藥用歷史最晚不晚於唐代,傳統中醫學認為,鴨跖草具有行水、清熱、涼血、解毒的功效[9]。現代醫學研究顯示,鴨跖草中分離出的一些活性成分具有抗高血糖[10]、抗肥胖[11]等作用和對流感的治療作用[12],對一些致病菌的抑制作用[7]等。鴨跖草在藝術創作、紡織印染[13]、植物學研究、重金屬污染治理[14]等領域也有較多的用途。
鴨跖草的學名由卡爾·林奈命名,其中,以屬名 Commelina 紀念荷蘭卡默林家族的兩位植物學家:楊·卡默林及其侄子卡斯帕·卡默林,鴨跖草的兩片藍色的大花瓣象徵的就是這兩位植物學家。種加詞communis意為「常見的」,意指鴨跖草是鴨跖草屬中最常見的物種。[1][8]
中文正式名鴨跖草最早見於唐代陳藏器所著《本草拾遺》[7],一說名字的含義為「常被鴨子踩踏的草」(「跖(ㄓˊ)」作動詞有「踩踏」之意),因鴨跖草生長於水邊等陰濕環境,常被鴨子踩踏,故得此名[15][16]。另一說鴨跖草下部白色的小花瓣形似鼻子上的白粉,令人聯想到《莊子》中用斧頭砍掉鼻子上的白粉而不損傷鼻子分毫的匠人,因此名為鼻斫草(「斫」意為「用斧頭砍」),後因方言讀音相近而訛為鴨跖草[17]。
英文名dayflower意為「一日花」,意指花開只有一日[18]。同樣地,和名「ツユクサ」的漢字表記為「露草」,意指這種草花開如同朝露般短暫[19]。
卡爾·林奈於1753年在《植物種志》中對鴨跖草和同屬的另外8個物種進行了描述和命名[1][8],並將鴨跖草作為該屬的模式種,其模式標本採自北美[5]。但鴨跖草在其後若干次被其他植物學家視為新物種描述,並因此擁有了若干異名。
例如,阿爾布萊希特·威廉·羅斯在1790年發表了鴨跖草的第一個異名Commelina polygama[20][2]。瓦茨拉夫·博伊爾也將鴨跖草當做兩個新物種描述,分別命名為Commelina barabata和Commelina salicifolia[2]。卡爾·西吉斯蒙德·孔茨在1841年發表了鴨跖草的另一個異名Commelina willdenowii[2]。1910年,奧古斯丁·阿貝爾赫克托·雷維雷將鴨跖草的朝鮮種群作為新物種描述,並命名為Commelina coreana[2],是為鴨跖草的另一個異名。
查爾斯·拜倫·克拉克在1861年將弗里德里希·安東·威廉·米克爾命名的物種降為鴨跖草的變種Commelina communis var. ludens[1][2],大井次三郎在其作品《日本植物志》中也將其視為一個變種,並指出它的分布僅限於高山丘陵地區[21]。這一變種仍然被許多植物學家視為有效,但羅伯特·B·菲登等人認為它與原變種沒有區別[1]。由牧野富太郎描述並命名的另一個變種C. communis var. hortensis,現在被認為是C. communis var. ludens的一個栽培品種,然這一變種在日本仍被廣泛接受[22],它的花朵極大,可以用於生產染料[21]。弗蘭克·C·邁奎沃於1961年命名了C. communis var. ludens f. aureostriata,現在發現這一變型會在鴨跖草的大部分分布範圍內隨機產生[1]。
莖下部匍匐而上部直立(少數全株直立),匍匐莖基部生根,多分枝,長可達1公尺,莖上常被短柔毛,柔毛形態不一,常見的有葉鞘被連續短柔毛,或基部無毛,上部被短毛兩種。葉鞘圓柱形,有時具紅色條紋,葉鞘本身通常無毛,邊沿具短柔毛。葉無柄或具短柄,披針形至卵狀披針形,長3-12公分,寬1.5-4公分,葉緣全緣至淺裂,葉尖漸尖,基部兩側弳不對稱。[5][1][20][23]
蠍尾聚傘花序,花序被佛焰苞狀總苞片包裹,柄1.5-4公分,與葉對生,摺疊狀,未摺疊的總苞片通常為基部心形白色,頂端漸尖至急尖,綠色花紋,長1.2-3公分,少數可達3.5公分,邊緣常有硬毛。[5][1][23]
通常花序兩枝,下面一枝僅有花1朵,具長8毫米的梗,不育;上面一枝具花3-4朵,具短梗,幾乎不伸出佛焰苞。也有的上面一枝退化,具1-2朵長約8毫米的雄花;下面一枝具1-4朵兩性花,完全被佛焰苞包裹。[5][1][23]
花梗花期長僅3毫米,果期彎曲,長不過6毫米。萼片3,橢圓形,無毛,膜質,內面2枚常靠近或合生,長約4.5-5毫米,寬3-3.7毫米,下萼片披針形,長約4.5毫米,寬約2.2毫米,掛果後不脫落。[5][1][23]
上部兩花瓣藍色至靛藍色,長9-10毫米,寬8-10毫米,瓣爪長3毫米;下部一片花瓣白色,長5-6毫米,寬約6毫米。[5][1][23]
雄蕊三型,中間四枚,其中三枚較短的不育,呈亮黃色十字形(稱為S型雄蕊),一枚稍長的可育,呈黃色(稱為M型雄蕊);下部兩枚更長的可育,呈棕褐色(稱為L型雄蕊)。鴨跖草三型雄蕊與繁殖密切相關,可能是在與傳粉昆蟲的協同進化中產生的,詳見「傳粉」章節。[24]
蒴果橢圓形,長4.5-8毫米,2室各2粒種子,共有種子4顆。種子長2-4.2毫米,褐色或棕黃色,一端平截、腹面平,表面粗糙,具不規則窩孔。[5][1][20][23]
鴨跖草的原生於東亞、東南亞的大部分地區,具體包括的國家或地區有中國大陸,臺灣,日本,朝鮮,俄羅斯遠東地區,柬埔寨,寮國,馬來西亞,泰國和越南。在中國大陸,具體分布於除青海、海南、新疆、西藏外的區域;在台灣,具體分布於海拔350至2400公尺的山區;在日本,具體分布於從南北海道到九州島的區域;在俄羅斯境內,具體分布於庫頁島以及烏蘇里河周邊地區。現在也已被引入歐洲中部和東南部以及北美東部的部分地區,包括中歐到俄羅斯西部的區域,加拿大安大略省和魁北克省,美國中東部地區大部分州。[5][1][20][25]
在其原生分布範圍內,鴨跖草分布的典型生境是陰濕地區,包括樹蔭處、農田與果園的潮濕地帶、溝渠邊和路邊。在引入地區,鴨跖草分布的生境一般是廢棄的土地,也有的分布在田地、沼澤和樹林的邊緣,也有的深入樹林內部。[5][1][20][23]
鴨跖草主要的傳粉昆蟲有隧蜂屬(Halictus)、淡脈隧蜂屬(Lasioglossum)、食蚜蠅科(Syrphidae)[24]、虎熊蜂(Bombus diversus)、東方蜜蜂(Apis cerana)[26]等。
由於鴨跖草沒有蜜腺,花粉是鴨跖草提供給訪花者的唯一報酬。鴨跖草雄蕊有三種(詳見「花」章節),其中,S型雄蕊只有極少量花粉(只有M型雄蕊的1/13),起的是欺騙性地吸引訪花者的作用;M型雄蕊有花粉,起到吸引訪花者和為訪花者提供報酬的雙重作用,稱為覓食型雄蕊;L型雄蕊能促進柱頭的花粉落置,是傳粉型雄蕊[24]。黃色的S和M型雄蕊可以吸引訪花者,並引導其降落至有利於傳粉的位置,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頭的花粉落置都會下降。雌蕊有兩種(詳見「花」章節),長花柱型處於絕對優勢地位,其演化原因可能來自傳粉過程,因為長花柱型的雌蕊有更多機會落置異花花粉,而異交所引發的雜種優勢有利於子代個體的生存[24][26]。
鴨跖草的「雄蕊功能分工」和雌蕊結構都是適應於異花傳粉的結構,但鴨跖草卻是自交占優勢的混合交配物種。研究發現,這可能與傳粉者——尤其是淡脈隧蜂屬傳粉者的「盜食」現象有關。一般來說,傳粉昆蟲訪花時,會降落在鴨跖草的S和M型雄蕊的位置,這樣一來其腹部很容易沾上L型雄蕊的花粉,並讓從其他鴨跖草帶來的花粉落在雌蕊柱頭上。而盜食現象指的是傳粉者將傳粉型雄蕊的花粉一併採食,並在這個過程中令花粉落在同花雌蕊的柱頭上。淡脈隧蜂屬的盜食現象嚴重削弱了鴨跖草雄蕊功能分工的意義。[24]
目前已在鴨跖草屬植物上發現10種真菌,七種屬於擔子菌門,三種屬於子囊菌門,鴨跖草可被其中4種感染,其中的鴨跖草二孢外擔子菌(Kordyana commelinae)和鴨跖草葉點霉(Phyllosticta commelinicola)以鴨跖草為特異性宿主[27]。
目前已發現以鴨跖草為食的昆蟲有12種,其中9種是鞘翅目昆蟲,鞘翅目中7種屬於細頸金花蟲屬(Lema),另外兩種分別是金花蟲科茶斑龜金花蟲(Cassida piperata)和葡萄麗肖葉甲(Acrothinium gaschkevitschii);另有斜綠天蛾(Rhyncholaba acteus)、棉蚜(Aphis gossypii gossypii)和枝蝽(Aeschrocoris ceylonicus)[27][28]。
細頸金花蟲屬的盾負泥蟲(Lema scutellaris)食性極為單一,正常狀態下僅取食鴨跖草,出蟄成蟲及幼蟲結繭前的大量取食和鴨跖草的苗期同步,幼蟲必須取食鴨跖草方可完成發育,成蟲必須取食鴨跖草葉片方可產卵。實驗中,幼蟲也取食紫竹梅,但吃後無法完成發育。[28]
根據Lee Chung-Kun等人2017年的研究,鴨跖草與鴨跖草屬其他主要物種的演化關係如下(未包含所有物種):[29]
鴨跖草屬 Commelina |
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傳統中醫學認為,鴨跖草具有行水、清熱、涼血、解毒的功效[9]。
通過研究,鴨跖草中的部分有效成分被分離提取出,例如:對-羥基桂皮酸對志賀氏痢疾桿菌、枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等致病菌具有抑制作用[7][30],D-甘露醇具有顯著止咳作用[30],α-葡萄糖苷酶具有抗高血糖作用[10],木犀草素 - 7 - 二葡萄糖苷具有抗肥胖作用[11],高野尻黴素對流感具有治療作用[12],異牡荊素和異槲皮素具有較好的抗氧化活性[31],異牡荊素、柯伊利素-7-O-β-D-葡萄糖苷、異槲皮素和異鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性等[31]。
在中國和印度,鴨跖草也被用作蔬菜或牧草。[2]
鴨跖草對污染敏感,可作為環境污染監測植物。
鴨跖草雄蕊上茸毛細胞中,有一種受放射性物質輻射會由藍色變成粉紅色的物質。根據這種細胞中不同顏色所占比例,可以判斷輻射的危害程度。工業造成的空氣污染、水污染可以誘導鴨跖草的早期花蕾中,花粉母細胞減數分裂期發生染色體損傷甚至斷裂,因此鴨跖草可用於工業污染的監測。[32]
同時,鴨跖草對一些重金屬具有較強的富集能力,可用於重金屬污染的治理。
研究發現,與野生型相比,生長於銅礦山上的鴨跖草已發生演化,適應了銅礦山土壤中的銅含量(下稱之為「銅耐受型」)。在實驗中,隨著培養液中Cu濃度的增加,銅耐受型鴨跖草的乾重、生長速率均增加,而相應情況下野生型鴨跖草的乾重、生長速率則會降低。銅耐受型鴨跖草可被認為是Cu超富集植物。因此,鴨跖草是廢棄銅礦污染治理和植被恢復的良好植物。[33]
鴨跖草也具有一定的吸收和富集鉛的能力,但抗性很弱,在低濃度(<10 mg/L)時植物的根、莖對鉛的富集效果比較好,可以用於處理低濃度含鉛廢水。[34]
在中國和日本,鴨跖草藍色花瓣的汁液被用作一種染料。
在中國,明朝時曾經流行過一種用鴨跖草汁液染色的藍色羊皮燈,現代江南也有藝人用鴨跖草製作淡藍色亞麻布[17]。
在日本,鴨跖草的汁液被廣泛用於18和19世紀的早期浮世繪作品中[35][36],但鴨跖草的色素暴露在陽光下幾個月後會變成黃綠色,因此在後來被更穩定的進口顏料普魯士藍所取代,溪齋英泉首先於1829年在自己的作品中使用[37]。在現代日本,滋賀縣山田村仍然在生產以鴨跖草汁液染色的紙,稱為藍紙或青花紙,是當地著名的文化產品[22][38]。
鴨跖草中所提取出的的藍色色素,是4個Mg2+離子與6個丙二醯阿伏巴苷(malonyl-awobanin)(花青素的一種)組成的螯合物[39][40]。
鴨跖草也被用作植物生理學和植物發育的模式生物[41],特別是在植物氣孔和色素的研究中。例如,對鴨跖草的研究顯示,花瓣中的一種色素由6個花青素分子,6個黃酮類化合物分子和四個鎂離子組成,更深入的研究表明,植物的顏色通常是由超分子複合物、幾種輔色素以及金屬螯合物決定的[42]。
對鴨跖草的其他研究有助於其他問題的解決,例如植物感光細胞的工作原理(如氣孔對藍光與紅光的響應)[41],脫落酸敏感性及其在氣孔功能中的作用[41][43][44],釩酸鹽抑制氣孔開放的作用[45][44],以及鈣在氣孔關閉方面的必需性[46]等。它在氣孔研究中的廣泛應用與其特殊結構相關,即其葉片表皮始終只有一層表皮細胞厚[47]。
鴨跖草常以露草、月草、蛍草、鴨頭草等名,出現在各類和歌、俳句中,在日本古代著名和歌集《萬葉集》中,共有9首和歌提及鴨跖草,多作為青春易逝、愛情易逝的象徵[6],例如:
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