爬山虎
——可能造成生物入侵的植物

●金鈴兒 編

每到秋天，滿墻的爬山虎總會迎著秋風，變得紅紅火火，煞是好看。爬山虎又稱捆石龍、楓藤、紅葡萄藤、巴山虎等，是雙子葉植物、綱鼠李目葡萄科植物。作為多年生大型落葉木質藤本植物，爬山虎適應性強，性喜陰濕環境，但不怕強光，耐寒，耐旱，耐貧瘠，廣見于我國各地。

在城市中，爬山虎最常見于建筑物的圍墻之外。爬山虎可以克服貧瘠的土壤環境，利用它高超的攀附技巧，沿著墻體頑強生長，給建筑物披上一層美麗而堅實的外衣。這一層外衣，不僅可以美化環境，還可以對建筑物起到降溫、減噪、凈化空氣的效果。

不過爬山虎實際上能分泌酸性物質，可對墻體造成破壞，有時候甚至會引起屋倒墻塌，換來自己的生長。

爬山虎不止一種

從小到大，見到墻上長滿密密麻麻的綠葉，都稱其為“爬山虎”，長大之后才知道，爬山虎有好幾種。而能夠爬滿一面墻的植物也不只有爬山虎——歐洲到處都是的常春藤屬植物也能做到。

最典型的爬山虎，是葡萄科地錦屬的幾種植物，它們和葡萄一樣是木質藤本，都長著攀援莖，結出紫黑色宛如藍莓的小果子，只不過比藍莓難吃很多倍。地錦，翻譯出來就是在地面上織出錦繡。事實上人家的確能配得上這名字——秋季是地錦葉片中“葉綠素唱罷，花青素登場”的時節，滿墻的地錦紅黃綠三色交織，形成渾然天成的漸變色。

五葉地錦

地錦

異葉地錦的兩型葉

被稱為爬山虎的常見地錦屬植物有四種，分別為地錦、三葉地錦、五葉地錦和異葉地錦。

聽起來很簡單嘛，不就是數有幾片葉子？下面認真教大家分辨它們四種。

地錦：葉為單葉，僅在植株基部2～4個短枝上生有3出復葉。異葉地錦：植株有顯著的兩型葉，主枝或短枝上集生有3小葉組成的復葉，側出較小的長枝上常散生有較小的單葉；卷須嫩時頂端膨大成圓珠狀。三葉地錦：植株葉主要為單型，通長由3小葉組成的復葉，偶混生有較小的3裂單葉；卷須嫩時頂端細尖并微卷曲。五葉地錦：這個好認，會數數就行，葉為掌狀5小葉，卷須嫩時頂端細尖且微卷曲；嫩芽為紅色或淡紅色。

總結一下：一個葉柄上長一片葉子，葉子有三淺裂的是地錦；一個葉柄上長三片小葉的是三葉地錦，也叫中國爬山虎；長五片小葉是五葉地錦，也叫美國爬山虎；既長三片小葉又長單葉的是異葉地錦，這種現象叫“兩型葉”。

爬山虎的“腳”

爬山虎的“腳”其實就是吸盤

不知道大家小學時有沒有學過一篇課文，叫《爬山虎的腳》，你還記得爬山虎的腳長什么樣子嗎？

葉圣陶先生是這樣描述的：爬山虎的腳長在莖上。莖上長葉柄的地方，反面伸出枝狀的六七根細絲，每根細絲像蝸牛的觸角，這就是爬山虎的腳。爬山虎的腳觸著墻的時候，六七根細絲的頭上就變成小圓片，巴住墻。觸著墻的（爬山虎的腳）細絲和小圓片逐漸變成灰色。不要瞧不起那些灰色的腳，那些腳巴在墻上相當牢固，要是你的手指不費一點兒勁，休想拉下爬山虎的一根莖。

爬山虎的“腳”其實就是吸盤，是爬山虎賴以攀附在高墻上的主要工具。那么，這些吸盤有什么神奇之處呢？

結構與功能相適應是生物在進化中練就的超強本領。爬山虎的“腳”并不是它的根，而是一種變態莖。變態莖上生長著許多卷須，卷須的末端形成了一個個的吸盤。這些吸盤吸附在墻體上，可以形成負壓結構，對墻體產生吸附力。而當受到接觸刺激后，吸盤還會分泌出大量的粘液，從而更牢固地吸附在各種基底上。

這些吸盤是怎樣產生吸附力的？

爬山虎吸盤掃描電子顯微鏡圖片

通過電子顯微鏡掃描，會發現爬山虎吸盤表皮細胞存在著大量的海綿狀結構，其中富含大量微孔和微管結構。微管和微孔有利于植物激素的傳輸和黏液的流動。微孔負責植物激素的分泌和積聚，微管負責植物激素的分流和運送。從結構力學的角度來看，恰是吸盤細胞的海綿狀結構強化了吸盤和襯底間的黏附強度。

爬山虎吸盤的分泌物與其吸附功能相關。爬山虎的吸盤上分泌的大量物質，都含有氮、氧、硫元素，這些元素易于產生氫鍵。因此，爬山虎的吸盤與所攀爬的物體之間可能存在著氫鍵的吸附作用。此外，還有研究使用“火焰原子吸收光譜法”測得爬山虎吸盤中的鈣元素含量最大，并推測很可能是鈣離子參與了爬山虎吸盤所分泌粘液的粘附作用。

根據吸盤的海綿狀結構特點和吸盤分泌物的成分特點，有研究者提出了爬山虎形成吸盤吸附力的錨合和負壓機理假設。一方面，吸盤表皮細胞的海綿狀結構為吸盤和基地之間的黏附提供了結構基礎，另一方面，吸盤在生長發育過程中，會把外界空氣包裹在吸盤內部，并通過光合作用、分泌物的氧化反應消耗掉其中的空氣，從而形成強有力的負壓結構。

怎樣，是不是聯想到了吸盤掛鉤？爬山虎在仿生學的應用，除了可用于制作一些吸附裝備之外，吸盤的分泌物成分特點也為生物粘膠劑的研發帶來許多啟示，具有廣闊的生物醫學研究前景。

爬山虎的吸附力到底有多強？

成熟枯干的爬山虎的單個吸盤的平均質量約為0.0005克，與基底的粘附接觸面積平均值也只有1.22平方毫米，而粘附力卻達到13.7牛頓；單個吸盤在其生長發育過程中能夠支撐起由莖、葉、分枝和卷須共同產生的重量，高達吸盤自身重量的260倍，能夠承載的最大拉力是其自身重量的280萬倍。舉個例子，假如將吸盤仿生材料鑄成單個手掌大小，完全吸附在基底上時，大約能夠承受一頭重達22.9噸的抹香鯨。

左邊是莖卷須，右邊是氣生根。

除了吸盤，莖上長出的氣生根也很厲害。氣生根遇到墻體中的裂縫，會努力扎入墻體固定自己，雨水順著縫隙滲入，裂縫就會越來越大。因此，在新聞媒體報道中，一些居民會鏟除爬山虎，理由是爬山虎不僅會招引來小蟲子、小耗子，更重要的是還會損壞墻體。

而科學家們擔心的點和老百姓們又不一樣——他們擔心五葉地錦太強勢，生命力過于旺盛，造成生物入侵。在荒地上種植五葉地錦，是因為人們更看重它生長迅速、耐寒耐旱等優秀品質，能幫助荒山或山路兩側保持水土、防風固沙。然而，它們的野心卻不止于此，五葉地錦可能會進入綠地，借助多年生的大樹攀援向上，搶奪大樹的光照，抑制樹木生長。所以科學家的擔心不無道理。