想象一下，森林里的樹木也有一套自己的“防身術”。除了難吃的葉子或者難聞的氣味，很多樹木還長著尖銳的刺。我們都知道這些刺能防止動物吃它們的葉子，但科學家最近發現，樹干上的刺還有更多意想不到的妙用，特別是對付那些愛啃樹皮或者愛爬樹的“搗蛋鬼”。

美麗異木棉的樹干刺

樹干刺：不只是防吃葉那么簡單

植物身上長刺很常見，刺的類型也多種多樣。過去的研究大多集中在刺如何阻止動物吃樹葉上。但有兩個重要的方面被忽略了：

啃樹皮怎么辦？ 很多動物（比如鹿、兔子、甚至大象）會啃食樹皮，這對樹木本身和整個森林生態都有很大影響。樹干刺能防住這種“扒皮”攻擊嗎？

攀爬動物怎么辦？ 猴子、松鼠等動物會爬樹，刺能阻止它們嗎？

為了解決這些問題，科學家們在西雙版納熱帶植物園，對31種帶刺的熱帶樹木進行了詳細的“體檢”和研究。

圖１. 植物樹干刺的性狀類型
１.刺的形態：直刺或彎刺；２.刺的分枝：分枝刺或不分枝刺；３.刺的排列：隨機排列或與葉同生；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.刺的出現時間：與葉同時長出或晚于葉長出；７.刺的后期生長：加粗；基部加寬或持續生長；８.刺的更新方式：新刺著生在老的枝刺上，新的莖刺或葉刺從莖干上長出，二級刺在樹干上長出。

科學家如何“破譯”樹刺的奧秘？

給刺“分門別類”： 研究者仔細觀察了樹干刺的樣子——它們什么時候長出來？長在樹干的什么位置？刺有多密？能維持多久？通過分析這些特征，他們想看看不同的刺是不是對應著不同的“防身戰術”。

電腦模擬“攻防戰”： 科學家們用電腦為樹干刺建立了3D模型，模擬動物試圖啃掉樹皮或者沿著樹干攀爬時會遇到什么情況。這就像在電腦里測試這些刺到底能不能有效阻擋“入侵者”。

比拼“營養”與“吸引力”： 他們還比較了帶刺樹和不帶刺樹的“內在品質”。比如葉子里的防御性化學物質（酚類）多不多？樹皮有多厚？花和果實是不是又大又漂亮，容易吸引動物？

圖２. 樹干刺對哺乳動物啃食樹皮和攀爬能力影響的模擬
對于嘴巴和爪子較大（體型較大）的哺乳動物，樹干刺可以顯著降低樹皮被破壞的比例和可能性，同時增加動物上樹的難度。

樹干刺的“防身妙招”大揭秘！

研究發現了幾個有趣的結果：

樹干刺有“四種戰術”：

其中兩種我們比較熟悉：一種幫助藤蔓植物固定自己，另一種主要防御大型動物（比如防止大象撞樹或蹭癢）。

但這次發現了兩種全新的“戰術”：

“防啃樹皮盾牌”： 有一類刺的形態特征，專門用來防止動物啃食樹皮。

“攀爬者障礙”： 另一類刺的形態，則能有效阻止猴子、松鼠等動物輕松爬樹。

這意味著，樹干刺不僅僅是簡單的尖刺，它們有不同的“設計思路”來應對不同的威脅！

帶刺樹的“內在策略”：

葉子“少放毒”： 帶刺樹的葉子中，用來防御動物啃食的化學物質（酚類）濃度顯著低于不帶刺的樹。這說明它們可能更依賴物理防御（刺） 來保護葉子，而不是化學防御。

樹皮“加厚甲”： 帶刺樹木內層樹皮的厚度至少是不帶刺樹木的兩倍！這就像是給樹干穿上了更厚的“軟甲”。即使動物突破了外層刺的防御啃到了樹皮，這層加厚的“內甲”也能提供更好的保護。

花果“大膽秀”： 帶刺樹往往擁有更大、更吸引人的花朵和果實。這暗示著，因為有了刺這道物理屏障，它們被吃掉的風險降低了，所以可以更“大方”地展示自己來吸引傳粉者和種子傳播者。

為什么這項研究重要？

這項研究是科學家們第一次系統性地從形態學（也就是刺長什么樣）的角度，去探究樹干刺的功能，特別是它們在防御啃樹皮和攀爬行為方面的作用。它不僅揭示了樹干刺多樣的“防身戰術”（尤其是新發現的防啃皮和防攀爬功能），還提出了研究這些刺的一套標準方法，為未來更深入地了解植物與動物之間的“攻防戰”打下了基礎。

相關結果以“Trunk spines of trees: a physical defence against bark removal and climbing by mammals?”為題，發表在Annals of Botany上。該研究得到了國家自然科學基金面上項目和博士CAS-TWAS院長獎學金的資助，在此一并致謝。

（作者：趙依然）