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荨麻科

荨(qián)麻科(Urticaceae)为离瓣花亚纲(Magnoliopsida)蔷薇目(Rosales)下的一科植物。截至2023年11月统,该科在多识植物百科数据统计中有57属,1300余种;截至2017年,小行星3789有26属353种;荨麻科模式属为荨麻属(Urtica L.)。荨麻科植物除极地地区外广布世界各地,主要集中分布于两半球热带亚热带的潮湿地区,并延伸至温带;中国各地均有分布,集中分布于长江流域以南亚热带和热带地区。荨麻科植物喜温暖湿润、耐阴、抗寒、抗旱、抗逆较强,多数种类喜生于阴湿环境。

荨麻科植物为草本亚灌木或灌木、稀乔木攀援藤本,有时具蜇毛。植株单叶,互生或对生;花极小,单性,稀两性,花序聚伞状、圆锥状、总状、伞房状、穗状、串珠式穗状或头状;瘦果,有时为肉质核果状,常包被于宿存的花被内。

荨麻科植物具有广泛用途。荨麻科植物诸多种类的茎皮富含纤维,如苎麻属(Boehmeria)、荨麻属等均为重要的纤维植物,种子还可榨油,是纺织、造纸、工业的重要原料。荨麻科植物具有食用饲用价值,其诸多种类的嫩叶和嫩茎可作为蔬菜食用,也可直接饲喂禽畜畜,或加工成饲料进行饲喂。荨麻科具有医学药用价值,中国荨麻科植物药用历史悠久,多为民间民族用药,据《中药大辞典》等多部中药典籍记载,该科众多的属、种多数具有抗菌消炎、活血消肿、解毒、祛类风湿性关节炎等功效,有些种类可作药用,如荨麻、苎麻等。荨麻科植物化学成分的生物活性也具药理学作用,具有降糖降脂、抗炎药镇痛等一系列药理活性。荨麻科植物还具有生态价值,在园林绿化中,荨麻科栽培种较为常见,冷水花属(Pilea L.)、楼梯草属(Elatostema)、赤车属(Pellionia)为中国南方山坡林下草本植被常见的建群植物,花叶冷水花(Pilea cadiere)、镜面草(Pilea peperomioides)等广为栽培观赏用,庐山楼梯草(Elatostema stewardii)、冷水花(Pilea notata)等可作为地被植物

荨麻科的荨麻树属、荨麻属等植物具有毒性。该属植物的茎叶具有独特的蜇毛(Stinging hairs),蜇毛内含有毒液,人及牲畜的皮肤接触到蜇毛,会在其接触部位出现瘙痒、灼烧、发红、肿胀、起泡、剧烈疼痛等过敏症状,并有蜇毛(火麻树D. urentissima)蜇伤儿童和幼畜引起死亡的记载。

荨麻科植物物种丰富,栽培种也非常繁多,各地分布广泛,但也存在保护物种和入侵物种。在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)中收录有荨麻科植物249种,其中极危(CR)有18种、濒危(EN)有22种、易危(VU)有22种、近危(NT)有19种、无危(LC)有160种、数据缺乏(DD)8种。在中国保护物种名录中,《中国生物多样性红色名录—高等植物卷(2020)》中收录有573种;《国家重点保护野生植物名录》中光叶苎麻(B. leiophylla)和长圆苎麻(B. oblongifolia)的保护等级均被评为二级。

在全球入侵物种数据库(GISD)中,长叶苎麻苎麻属 penduliflora)、号角树(Cecropia. peltata)和Cecropia schreberiana被列为入侵物种;在中国外来入侵物种信息系统(IASC)中,小叶冷水花(Pilea microphylla)被列为4级(一般入侵)入侵物种。

分类

化石记录

荨麻科植物的化石记录是分散的,大多基于分散的果实。已知有12个基于瘦果化石的物种来自于中欧晚白垩纪,大多数种类归纳入现存的苎麻属(Boehmeria)(3种)、水麻属(Debregeasia)(1种)和雾水葛属(Pouzolzia)(3种),有3种属于已灭绝的Urticoidea。来自哥伦比亚马斯特里赫特时期的化石植物群发现了类似于Ceropieae的叶子。在新生代化石中,来自伊普雷西亚艾伦比组的叶子保留了不同的毛状体,并在化石记录中归类于荨麻科植物,这些叶子最初被始新世奥肯那根高地的早期学者鉴定为悬钩子属(Rubus L.)植物,但在2020年,美国古植物学家Melanie DeVore等人将沿着茎干和主要叶脉保存下来的毛发解释为带刺的毛状体,而不是简单的毛发或刺。

分类变动

科的分类变动

荨麻科下系统在传统分类学中的划分存在诸多争议。荨麻科在传统分类系统中隶属于金缕梅亚纲(Hamamelidae)荨麻目(Urticales),即将荨麻科、大麻科(Cannabaceae)、桑科(Moraceae)和榆科(Ulmaceae)共同列入荨麻目(Urticales),APG认为“旧”Urticales是一个单系群,但不承认其本身是一个目。1919年,美国古植物学家F. H. Knowlton将荨麻科归类入荨麻目(Urticales)中;2000年,英国植物学家D.J. Mabberley在其出版的《Mabberley's Plant-book》亦将荨麻科归类入荨麻目(Urticales)中。2003年,APG Ⅱ分类系统根据基因亲缘关系,将荨麻科归类入蔷薇目(Rosales)中;2011年,N. A. Jud的分类意见是将荨麻科归类入野蔷薇目中(Rosales);2016年,APG IV系统正式将荨麻科归类入蔷薇目,与桑科同为姐妹类群。

在科的界定方面,荨麻科和Cecropiaceae的关系一直是分类学家争议的焦点。1978年,挪威植物学家C. C. Berg描述了1个新科,包含原属于荨麻科的6属即号角树属(Cecropia)、绞麻树属(Coussapoa)、伞树属(Musanga)、巨葚树属(Myrianthus)、锥头麻属(Poikilospermum)和雨葡萄属(Pourouma)。然而,Cecropiaceae的地位受到分子系统学研究的质疑,一些属被证明应隶属于荨麻科,但由于抽样限制,Cecropiaceae与荨麻科的系统关系尚未完全清楚。

科下分类变动

1789年,荨麻科由法国植物学家de Jussieu根据花的排列方式建立,包含27属;1830年,法国科学家Gaudichaud基于荨麻科形态学的研究,对其进行第一次较全面的分类修订,将荨麻科、Cecropiaceae、桑科(Moraceae)和大麻科(Cannabaceae)合并为一个科,称为荨麻科,科下包含41属,并依据胚珠的着生方式首次在科下成立了12族;英法植物学家Weddell分别在1854年、1856年和1869年对荨麻科进行分类修订,亦将桑科和大麻科从荨麻科中分离出来,并将原本的12族归纳为5族,包含43属;丹麦古植物学家Friis I.对荨麻科进行了较系统的研究,在1989年和1993年对荨麻科进行两次全面的修订,将大麻科和桑科从荨麻科分离出去,也将荨麻科划分为5族,包含45属,并对Weddell系统中的3族,即苎麻族(Boehmerieae)、墙草族(Parietarieae)和单蕊麻族(Forsskaoleae)是否合理提出质疑;2009年,俄罗斯植物学家Kravtsova根据荨麻科植物珠被的形状、果实的形状以及果皮是否光滑等性状进行分类,将荨麻科划分为3个亚科6个族,包含45属。

科下分类

1995年,在《中国植物志》(FRPS)中,荨麻科划分为47属约1300种,小行星3789有25属352种26亚种63变种3变型。2000年,在《中国高等植物》中,荨麻科划分为47属约1300种,中国有25属360种约100亚种、变种及变型。2003年,《中国植物志(英文版)》将荨麻科划分为约有47属1300余种,中国有25属341种(163种特有,引进栽培1种)。2016 年,根据Royal Botanic Gardens, Kew、Christenhusz 和 Byng的数据库划分为53个属约2625种,其中冷水花属(Pilea L.)500~715 种、楼梯草属300 种、荨麻属80 种,号角树属75 种。2018年出版的《 中国维管植物科属词典》划分为55属2626种,中国26属约430种。2020年,《中国维管植物科属志(全三册)》划分为55属2626种,中国26属340余种。在《中国维管植物生命之树》则划分为55属1300余种,中国26属341种,另引种栽培3属。2021年,《The Chinese Garden Flora》划分为约47属1300种,中国25属407种。

截至2023年,《中国大百科全书》第三版网络版将荨麻科分为5族:荨麻族(Urticeae)、苎麻族、楼梯草族(Elatostemateae)、墙草族、单蕊麻族,其中后3族构成1个单系群;该科包含45~53属2625种,中国25属350种,其中种类最多的为冷水花属700余种,种类较多的为楼梯草属300余种,荨麻属80 种。多识植物百科根据APG IV分类系统则将荨麻科划分为57属1300余种。

在多识植物百科中,“翅艾麻属(Laportea Gaudich. )”隶属于翅艾麻族(Laporteeae),“艾麻属(Sceptrocnide Maxim.)”隶属于荨麻族(Urticeae),但在物种2000·中国节点、《中国植物志》等诸多中国权威著作中荨麻科的下级分类未包含“翅艾麻属(Laportea Gaudich. )”和“艾麻属(Sceptrocnide Maxim.)”,仅有“艾麻属(Laportea Gaudich., nom. cons.)”作为荨麻科的下级分类,因此这里我们认为“翅艾麻属(Laportea Gaudich. )”和“艾麻属(Sceptrocnide Maxim.)”均为“艾麻属(Laportea Gaudich., nom. cons.)”。

下级分类

根据2023年多识植物百科最新数据,荨麻科的具体分类如下:

形态特征

荨麻科植物为一年生或多年生草本亚灌木或灌木、稀乔木攀援藤本,有时具有蛰毛的刺;具钟乳石体,钟乳体点状、杆状或条形,在叶或有时在茎和花被的表皮细胞内隆起。

茎和叶

茎常富含纤维,有时肉质。叶互生或对生,叶楚伧;托叶存在,稀缺。

花极小,单性,稀两性,风媒传粉,花被单层,稀2层;花序雌雄同株或异株,若同株时常为单性,有时两性(即雌雄花混生于同一花序),稀具两性花而成杂性,由若干小的团伞花序排成聚伞状、圆锥状、总状、伞房状、穗状、串珠式穗状、头状,有时花序轴上端发育成球状、杯状或盘状多少肉质的花序托,稀退化成单花。

雄花:花被片4-5,有时3或2,稀1,覆瓦状排列或镊合状排列;雄蕊与花被片同数,花药2室,成熟时药壁纤维层细胞不等收缩,引起药壁破裂,并与花丝内表皮垫状细胞膨胀运动协调作用,将花粉向上弹射出;退化雌蕊常存在。

雌花:花被片5-9,稀2或缺,分生或多少合生创展集团,花后常增大,宿存;退化雄蕊鳞片状,或缺;雌蕊由一心皮构成,子房1室,与花被离生或贴生,具雌蕊柄或无柄;花柱单一或无花柱,柱头头状、画笔头状、钻形、丝形、舌状或盾形;胚珠1,直立。

果实与种子

果实为干燥瘦果,有时为肉质核果状,常包被于宿存的花被内。种子具直生的胚;胚乳常为油质或缺;子叶肉质,卵形、椭圆形或圆形。

物种分布

分布范围

荨麻科植物除极地地区外,世界各地均有分布,主要集中分布于两半球热带亚热带的潮湿地区,并延伸至温带,荨麻科荨麻族最主要的分布中心是热带亚洲。中国荨麻科植物资源丰富,分布广泛,主要集中分布于长江流域以南亚热带和热带地区;其中物种丰富度指数最大为中国西南地区云南省省,其次为广西壮族自治区四川省贵州省西藏自治区,由西北、东部沿海及东北地区呈现递减趋势,宁夏回族自治区、新疆物种丰富度最小,属分布最丰富的则是云南,其次是台湾省、四川、贵州和广西;中国荨麻科植物特有性分布中心为台湾,其次为广西、云南、西藏一带;小行星3789荨麻科植物的垂直分布中心为500~2000m,水平分布中心为东经90°~120°和北纬20°~35°。

生境

荨麻科植物多是一年生或多年生草本亚灌木植物,在丛林中多为中下层植物,大多生长在阴湿环境下,其中大多数分类群存在于潮湿的热带亚热带气候中,在森林树冠下或其边缘,一些种类存在于温带和较冷的地区。

冷水花属(Pilea L.)是中国南方热带和亚热带山区中组成阴湿环境草本植被的主要建群植物。荨麻属(Urtica L.)生长在世界各地温和的温带气候中,性喜水分充足的开阔或部分阴凉的栖息地,经常出现在森林、河流或溪流以及路边,其中荨麻鳽属荨麻(Urtica fissa)可在原有植被人为破坏或改变的环境下,靠自身的适应及竞争能力而繁衍,可跟随人迹而至,即能在人类活动频繁的地区生长。楼梯草属(Elatostema)为荨麻科的第二大属,包括数百种草本植物亚灌木,主要生长在森林、峡谷、溪边和洞穴的树荫下。号角树属(Cecropia)为热带乔木,常见于中美洲南美洲受干扰的森林生境的下层,生长极快,可在森林缝隙或空地快速生长繁衍。

习性

荨麻科植物喜温暖湿润、耐阴、抗寒、抗旱、抗逆较强。

冷水花属冷水花(Pilea notata)对环境适应性强,具有丛生性和极强的耐阴性;喜湿润环境;对土壤要求不严,适生长在疏松、排水良好的土壤;喜温暖环境,生长适温15~25℃;较耐阴,忌烈日,喜散射光。

荨麻属荨麻(Urtica fissa)喜生长在富含有机质,尤其是富含氮的潮湿土壤上,作为一种亲氮植物,能忍受亚硝酸盐含量高的土壤;野生荨麻耐瘠薄、抗寒、抗旱,抗逆性优于苜(Medicago sativa),可以驯化,进行人工栽培,适于在干旱、半干旱地区种植。

苎麻属苎麻(Boehmeria nivea)为短日照植物,以地下茎和根系留地越冬;生长适温为17~30℃,要求年降水量1000mm以上,相对湿度为80%~85%;丘陵、山区和平原均可栽培,但土层必须深厚,土壤pH以6~7为宜;在中国,常在秋季开花、结实。

楼梯草属庐山楼梯草(Elatostema stewardii)为阴生植物,自然状态下野生于山谷沟边或林下,性喜温暖凉爽湿润气候,以微酸性土壤为宜,要求水分充足的砂壤土或有机质丰富、疏松的壤土,喜阴耐寒,对光照敏感, 不宜长时间阳光照射。

号角树属号角树(Cecropia peltata)为阳生植物,性喜温暖、湿润及阳光充足的环境,适生于肥沃、疏松的土壤,生长适宜温度为22~30℃,日照70%~100%,生性强健,耐热、耐旱、不耐风。

繁殖方式

荨麻科植物通常为单性花,可以是雌雄同株或雌雄异株,风媒授粉。荨麻科植物雄花的花药2室,成熟时药壁纤维层细胞不等收缩,引起药壁破裂,并与花丝内表皮垫状细胞膨胀运动协调作用,将花粉向上弹射出。荨麻科植物的特色是:花丝会反折,有微风时开放弹射出花粉借此传粉;此外,荨麻科半属左右的种类具有弹性假雄蕊,借此散播果实。

栽培技术

荨麻科植物物种丰富,栽培种也非常繁多,各地分布广泛,其中选择代表属常见栽培种如冷水花属冷水花(Pilea notata)、荨麻属荨麻(Urtica fissa)和杂交荨麻、苎麻属苎麻(Boehmeria nivea)、楼梯草属庐山楼梯草(Elatostema stewardii)、号角树属号角树(Cecropia peltata)等进行介绍。

选地整地

冷水草插法繁殖扦穗可用河沙或蛭石作介质,用沙质土上盆;分株繁殖可用壤土、河砂、腐叶土混合配制上盆土。荨麻选择地势平坦,疏松的壤土或砂壤土地块。苎麻是深耕性作物,山坡地应选择背风向阳或山间平坦窝地;湖区主要是选择地下水位低的地,新麻园最好能集中连片,并设防风林带,建好排灌系统。庐山楼梯草栽培在园林中,可布置于岩石园、溪边、岸边、池塘边阴湿处。号角树栽培介质以壤土或沙质壤土为佳,种植地点要避免强风。

繁殖育种

在有性繁殖中,冷水花、荨麻、杂交荨麻、苎麻以及号角树均可进行播种繁殖,其中苎麻杂交育种是苎麻育种最常用的方法。

在无性繁殖中,冷水草一般采用扦插法繁殖,也可分株繁殖,春、秋两季均可进行;荨麻的无性繁殖方法种根分株繁育;杂交荨麻的无性繁殖通常是将杂交荨麻的幼株或丛簇挖起移栽到菜园中;苎麻无性繁殖常用的方法有分繁殖、脚麻繁殖、压条繁殖等;庐山楼梯草的无性繁殖为珠芽繁殖及分株繁殖;号角树的无性繁殖为高压法,春、夏季为适期。

栽培管理

冷水花喜湿润,夏季要注意盆土湿度,每天需给叶面喷雾和淋水;4~9月,每半月施肥1次;喜温暖,生长适温15~25℃,冬季室内越冬,温度在5℃左右;较耐阴,忌烈日,喜散射光。荨麻出齐苗后进行第一次中耕除草,封垄后不再除草,结合浇水进行追肥,保持土壤见干见湿;杂交荨麻的适应性较强,生长旺盛,几乎不用多加管理,一般每年春天萌发前追施一次有机肥,采收季节可追施一些速效肥,且要保持较高的水分,勤浇水,使茎叶产品柔嫩。苎麻新麻地等幼苗出土后需进行中耕,冬耕时间一般在三麻收获后;春天头季麻出苗和每次收获后,需追施速效氮肥;种植多年的麻田,应进行疏蔸,增施有机肥,同时加强冬季培管,多施有机肥或高效复合肥,中耕培土,覆盖麻莞。庐山楼梯草生长较快,无论是盆栽还是作地被植物栽培,肥水必须充足;夏季每天浇水外,叶面还要经常喷水,冬季适当减少浇水;生长期间应经常摘心,以促发侧枝并保持低矮而丰满的株形。号角树需在春、夏季生长期施肥2~3次,冬季落叶后修剪整枝。

病虫害防治

冷水花植株经常更新不易感染病虫害,但不正确的养护会受蚜虫的侵染,并感染霜霉病和冷水花丝核菌病。荨麻在高温季节少量发生白粉病,可用白大夫和立白交替使用进行防治,虫害易发生蚜虫和潜叶蝇,可用虫毙净进行防治;杂交荨麻极少受病虫害危害,不需施农药,其产品是合格的绿色食品。中国苎麻的主要病害有根腐线虫病、白纹羽病、炭疽病等,主要害虫有苎麻夜蛾天牛绿绿虫黄钩蛱蝶赤蛱蝶等,均可用药剂防治。庐山楼梯草对光照敏感,长时间阳光照射,会叶色失绿、叶变小,降低观赏性。

荨麻科植物还受到许多细菌、病毒、真菌和线虫病等病害的危害,如细菌性叶斑病、辣椒炭疽病、漆斑菌叶斑病、芝麻疫病、白绢病等,主要危害荨麻科冷水花属赤车属的植物,其中漆斑菌叶斑病能危害整个荨麻科的植物。

采收加工

荨麻种植当年即可采收,可连年采收,一般在5月上中旬株高达40~60cm时,采食其鲜嫩的茎叶,采收时避免皮肤露在外面,采下后,用开水焯后冷藏;杂交荨麻可以进行露地栽培,一般于4~5月开始采收, 后每隔15~20天采收1次,一直可采收到9月份,也可作为反季节蔬菜反季节种植,于春节前后采收上市。苎麻生长基本停止、下部叶片脱落、茎中下部变褐色时,为工艺成熟期;手工收获方法是在田间折断麻茎后剥下麻皮,也可割倒麻茎运回剥皮;机械收获方法是用割麻机器割倒麻茎,打捆运回,用剥麻剥取原麻。

保护

资源现状

荨麻科植物以草本为主,野生种类丰富,栽培种类较少,在园林绿化中,荨麻科的野生种类基本没有被推广利用,但栽培种较为常见,荨麻科植物作为优良林下野生观赏地被植物材料的应用非常少。

中国是苎麻的原产地,对苎麻属野生种资源的研究最为深入。截至2012年,中国苎麻属野生种资源有31种12变种,分布范围十分广泛,但尚未实施原生境保护;考察搜集结果表明,苎麻野生种资源在明显减少,部分濒危,只有少数繁殖能力强的野生种在生态条件较好的地方有连续分布的成片群落,其主要分布中心在广西壮族自治区云南省;同时在搜集野生苎麻资源过程中发现,中国原有资料记载的苎麻属野生种还有10余种的野生资源未搜集到,多数种到资料记载的模式产地或资料记载地点寻找未能发现,如光叶苎麻(苎麻属 leiophylla)在云南绿春、长圆苎麻(Boehmeria oblongifolia)在龙州县,这两个种2008~2011年间未能在上述区域找到。

荨麻科植物部分种类的物种分布和种质资源十分受限,在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)收录进的18种极危(CR)荨麻科植物中,如Boehmeria excelsa是智利(Chile)胡安·费尔南德斯群岛(Juan Fernández Archipelago)中鲁宾逊克鲁索岛(Robinson Crusoe Island)的特有物种,预计占用面积 (AOO)小于12km²;Neraudia sericea是美国(United States)夏威夷群岛(Hawaiian islands)茂宜岛(Maui)的特有种,预计占用面积(AOO) 为2657km²,生长于海拔670~980米之间。此外还有未收录进《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)中,如在2022年12月发表的荨麻属 rupestris Guss. 是意大利(Italy)西西里岛(Sicily)的特有珍稀物种,生长在西西里岛东南部(Hyblaean地区)的阴崖上,在《意大利植物区系红皮书》中被列为易危(VU)物种。在中国广东省荨麻科植物的分布中,亦有少数种类仅分布于特定的区域内,如光叶楼梯草(Elatostema laevissimum)仅分布于粤东的龙门县盘托楼梯草(Elatostema dissectum)仅分布于粤西的信宜。

致危因素

荨麻科植物的保护物种存在诸多威胁因素,在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)中,荨麻科保护物种的致危因素包括住宅及商业开发、农业与水产养殖、生物资源及能源的生产与开采、交通运输服务、人为入侵干扰、自然系统改造、问题物种入侵、基因及疾病、环境污染、地质变化、气候变化与恶劣天气。

荨麻科植物资源多数种分布较广,小部分种分布于较为狭小而生境特化的区域内,气候环境的变化导致其居群数量逐渐减少,由于生境破坏以及人为采挖 (主要针对药用植物) ,使得物种的生存遭受威胁,如在上个世纪,西西里岛的Hyblaean高原由于极端的人为干扰造成了自然栖息地的持续和无限制的碎片化,从而导致一些植物物种的减少和消失,其中就包括荨麻属 rupestris Guss.。

中国野生苎麻主要是人为因素影响,正面临严重的衰退、丢失、甚至灭绝的险境。由于人类活动的频繁及自然环境的剧烈变化,对生物资源产生一定的影响,不少生物又面临着适者生存的选择与淘汰,对于部分繁殖能力和抗御逆境能力偏弱的野生植物(包括苎麻野生种质资源)将有可能大量减少或面临着消亡的危险,如在中国云南省西双版纳州伦镇巴卡寨基若族部落山区可见的野线麻长叶苎麻歧序苎麻腋球苎麻序叶苎麻等10余个野生种,但山中林木已砍伐,生态恶化,致使很难再找到野生种。

保护等级

IUCN收录

根据《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN),共收录有荨麻科保护物种249种。在保护等级数量分布方面,极危(CR)18种、濒危(EN)22种、易危(VU)22种、近危(NT)19种、无危(LC)160种、数据缺乏(DD)8种。在属的种类数量分布方面,保护物种数量分布较多的属有号角树属42种、绞树麻属30种、火树麻属24种、冷水花属19种、雨葡萄属14种、红珠麻属14种、苎麻属12种、万果麻属9种、巨葚树属6种等。

中国收录

在《中国生物多样性红色名录—高等植物卷(2020)》中,共收录有荨麻科保护物种573种;其中极危(CR)有多沟楼梯草(Elatostema multicanaliculatum);濒危(EN)有对序楼梯草(Elatostema binatum)、钝齿冷水花(Pilea penninervis)、镜面草(Pilea peperomioides);此外还有易危(VU)14种,包括楼梯草属(Elatostema)8种、冷水花属(Pilea)3种、赤车属(Pellionia)1种、凤凰木麻属(Dendrocnide)1种、舌柱麻属(Archiboehmeria)1种;数据缺乏(DD)15种,包括冷水花属(Pilea L.)7种、楼梯草属(Elatostema)5种、苎麻属1种(Boehmeria)、荨麻属(Urtica L.)1种、红小麻属(Laportea)1种;其余则为无危(LC)540种。在《国家重点保护野生植物名录》中,苎麻属的光叶苎麻(Boehmeria leiophylla)和长圆苎麻(Boehmeria oblongifolia)的保护等级均评估为二级。

保护措施

在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)中,共列举了多项保护措施对荨麻科保护物种进行保护,这些保护措施总共覆盖有158个荨麻科保护物种,其中包括土地/水资源保护、资源与栖息地保护、土地/水资源管理、入侵/问题物种控制、栖息地的自然过程恢复、物种管理、教育与意识、法律与政策、生境、经济和其它激励措施。

对荨麻科保护物种的保护主要是对荨麻科植物生境的保护,尽可能地减少人为因素的破坏;同时根据荨麻科不同种的生长规律、生境以及适应性强弱,制定详细的引种计划,在保证野生种群数量的基础上,开展引种驯化与繁育研究。针对荨麻属 rupestris Guss.的保护,根据世界自然保护联盟(IUCN)的标准,提出了该物种的新风险状态,并建立一个新的栖息地(92/43CEE),以便进行正确的长期保护。

中国苎麻属野生种资源主要有2种保护对策。在加快野生苎麻种质资源的考察、收集和保存工作中,迫切任务是广泛发掘和收集种质资源并很好地予以保存,即组织技术力量,全面开展苎麻属野生种资源的的考察搜集工作;建立原生境保护区,野生苎麻种群落在比较原始的生态环境中,就地进行保存资源,建立自然保护区或天然公园等途径保护野生物种;建立种质资源数据库,即根据国家种质资源描述规范、种质资源数据标准、种质资源数据质量控制规范,建立标准的种质资源数据在加强现有种质资源圃的建设与管理中,中国在20世纪80年代就开始对苎麻属野生资源的考察搜集,对已收集保存的野生资源进行了建圃保存。中国农业部已将野生苎麻等野生植物资源抢救性收集和异位保存列为重要内容,每年均列专项资助野生农作物种质资源的调查、抢救性收集、动态监测、鉴定评价和保护利用。

危害

物种入侵

在全球入侵物种数据库(GISD)中,苎麻属长叶苎麻(Boehmeria penduliflora)、号角树属的号角树和Cecropia schreberiana被列为入侵物种。

长叶苎麻是开放干扰环境的先锋物种,它能取代本地物种从而阻止植物自然演替的进程;在火山活跃地区,它是最早出现在岩浆流附近的植物之一,这种小树在自然植被发育过程中能取代本地物种。

号角树是一种新热带乔木,也作为一种观赏物种被广泛栽培。号角树是一种生长迅速、对光照要求高的先锋物种,通常栖息在森林间隙和受干扰的地方,在原生范围内的树木落叶间隙中定植,并能够建立密集的林分;也可以迅速侵入受干扰的区域,如森林树冠间隙、农业用地、熔岩流等。号角树能形成密集的林分,可能与本地先锋物种竞争或取代,并降低物种丰富度,有证据表明,它与热带非洲先锋物种Musanga cecropioides竞争并可能进行取代,是其原生范围以外的地区极具侵略性的入侵物种,并被列为全球入侵物种数据库(ISSG,2007年)中“世界上最严重”的100个入侵者之一。美国夏威夷大学Curtis Daehler博士编写了夏威夷和其他太平洋岛屿的号角树风险评估,评估表明号角树可能会对夏威夷和其他太平洋岛屿造成重大生态或经济损害。防治措施可以用手拔出或挖出幼苗和幼树,可砍伐较大的树木,树桩用除草剂处理,号角树的叶片可被Historis spp. 和各种蛾类昆虫取食并出现大面积落叶。

Cecropia schreberiana是一种新热带先锋树种,通常栖息在森林间隙和受干扰的地区,例如路边或河岸带,它是一种重要的热带气旋后殖民者,可以在飓风过后快速而大量地再生。Cecropia schreberiana在波多黎各的Lanquillo山脉建立了非常密集、几乎是单一物种的林分,其优势地位是通过飓风造成的定期干扰来维持的,有可能取代引进地点的本地先驱或河岸物种或与之竞争,具有减少生物多样性和取代本地物种的入侵潜力。

在中国外来入侵物种信息系统(IASC)中,冷水花属小叶冷水花(Pilea microphylla)的入侵等级被列为4级(一般入侵)。小叶冷水花原产于南美洲热带地区,后引入亚洲、非洲热带地区。在我国广东省广西壮族自治区福建省、贵州、江西省浙江省和台湾低海拔地区已成为广泛的归化植物,人侵历史不详;常生长于路边石缝和墙上阴湿处,为苗圃中常见禾本科杂草,逃逸后在山地、沟谷归化,排挤本土的石生和附生草本植物,影响当地生物多样性;可在结果前人工拔除或利用化学除草剂进行防治。

植物毒性

毒性植物

荨麻科植物主要有毒属是荨麻属(Urtica L.)、凤凰木麻属(Dendrocnide)和蝎子草属(Girardinia),常见的有毒植物有荨麻(Urtica fissa)、狭叶荨麻(Urtica angustifolia)、圆齿火麻树(Laportea sinuata)等,其中对鼠类具有毒性的物种不多,主要有圆基火麻树(Dendrocnide basirotunda)。产于云南省广西壮族自治区火麻树(Dendrocnide urentissima)有蜇伤儿童和幼畜引起死亡的记载。

中毒原因

荨麻科植物蜇毛对皮肤的损伤是机械和化学作用的结合,蜇毛的末端是一种带刺的薄壁球状细胞,内含有毒液,毒液成分复杂,含有一种特殊的酶和甲酸、醋酸、酪酸以及含氮的酸性物质,同时细胞壁含硅,质脆,当接触皮肤时,蜇毛一触碰就会折断,球状物破裂,粗糙的末端可刺破皮肤,并将刺激性化学物质注射入皮肤内,使被蜇部位皮肤产生烧痛、肿胀等过敏症状。

中毒症状

荨麻科植物茎叶上的蜇毛具毒性,人及牲畜的皮肤接触到蜇毛会在接触部位出现瘙痒、灼烧、发红、肿胀、起泡、剧烈疼痛等刺激性皮炎症状。牲畜采食或误食荨麻科植物,可引起刺激性胃肠炎,表现为剧烈呕吐、腹痛、腹泻等症状,不及时处理甚至死亡。

治疗预防

人及牲畜的皮肤接触荨麻科植物的蜇毛引起中毒,可在患处立即用清水、肥皂水、苏打水氨水洗涤,敷橄榄油或食用油,内服氯苯吡胺苯海拉明抗过敏药,可静脉注射5%溴化钙维生素c、地塞米松等,严重者应立即就医。无治疗条件时,可用便溺涂抹应急,也可用臭蒿擦拭被蜇部位以缓解刺痛。牲畜采食荨麻科植物中毒,应立即投服碱性药物如肥皂水、3%碳酸氢钠等,以中和植物中含有的酸性刺激性物质,减轻对消化道黏膜的损伤,随后给予保护剂如牛奶、豆浆、蛋清等防止毒物被胃肠黏膜吸收,保护胃肠黏膜免受毒物损害。预防牲畜接触或采食荨麻科植物引起中毒,应避免牲畜在荨麻科植物大量滋生的地区放牧,减少与其接触的机会,同时注意清除混入饲草中的荨麻科植物。

用途

园林观赏

荨麻科植物的栽培种类具有优异的园林观赏价值。冷水花属赤车属楼梯草属中植物茎肉质、叶色翠绿、形态奇特、叶有花纹,可作为观赏植物,其中花叶冷水花大托叶冷水花小叶冷水花(Pilea microphylla)、吐烟花(Pellionia repens)、庐山楼梯草等广为栽培观赏用。庐山楼梯草株型低矮、茎的肉质水嫩、叶色浓绿,体态奇特,并且生长迅速、致密整齐,在密林下也能滋繁,群落覆盖率高,在园林中可布置于岩石园、溪边、岸边、池塘边阴湿处,片植于林下、沟谷湿地作地被植物,或在水沟浅水带作水生植物,高大建筑物阴面供观赏,是极好的耐阴湿观叶地被植物。冷水花等具有叶形美、繁殖快、覆盖面积大等特性,可栽于林下、滨水、路缘供观赏,作为耐阴、耐湿的观叶地被植物。

食用营养

荨麻科的荨麻属蝎子草属艾麻属等诸多属的嫩枝叶可以食用。荨麻属的杂交荨麻是现代科学育种技术培育而成的优良品种,经中国农业科学院草原研究所的科研人员引种、驯化、广泛研究,成功培育出的一种可食用保健蔬菜,杂交荨麻素炒做汤,凉拌做馅均可,还可速冻或脱水长期贮藏,欧洲人就将其作为特种蔬菜食用,如荨麻布丁、荨麻奶油汤等;荨麻叶中含有丰富的蛋白质和多种维生素,可采其嫩枝叶作蔬菜或制作馅饼食用,其产品是合格的绿色食品,可开发荨麻植物为一种野生的绿色蔬菜;在欧洲,荨麻的植株和叶片被列入食物调味品的天然来源中,可用来做汤和草药茶;荨麻茶是一种常见的茶饮料,具有清热解毒、润肺止咳等功效,能够缓和花粉症、青春痘。

荨麻属狭叶荨麻富含多种氨基酸,人体必需氨基酸齐全且含量高,是缓解人类“亚健康状态”的保健性食品,同时还富含人体健康必需的粗食纤维,食用后可促进肠胃蠕动,改善消化不良及慢性便秘患者的症状。水麻属水麻的果实富含矿质营养元素,含水量和清汤率极高,可加工制作饮料。此外,盘托楼梯草糯米团小果荨麻、狭叶荨麻等的嫩茎叶还可作为野生蔬菜,并开发系列产品。

工业原料

荨麻科植物富含纤维,种子可榨油,可为纺织、造纸、工业等提供重要原料。荨麻科许多种类的茎皮富含纤维,其中苎麻属(Boehmeria)、水麻属(Debregeasia)、紫麻属(Oreocnide)、水丝麻属(Maoutia)、雾水葛属(Pouzolzia)、蝎子草属(Girardinia)、荨麻属(Urtica L.)、艾麻属(Laportea)、锥头麻属(Poikilospermum)等均为重要的纤维植物,苎麻(Boehmeria nivea)、红火麻(Girardinia suborbiculata)、青叶苎麻(苎麻属 nivea var. tenacissima)等是中国南方常见的栽培优良纤维植物,为纺织和工业的重要原料。荨麻属(Urtica L.)植物纤维含量高,原料可用于造纸和纺织产品的生产,同时荨麻纤维具有吸湿性能和可生物降解性,可开发夏季用品、工业用品和家用纺织品。苎麻鳽属(Boehmeria)中大多数种可用作造纸或纺织工业纤维原料,苎麻和青叶苎麻还是重要的经济作物。苎麻韧皮纤维可作为高档天然纤维织成的原料,是国际知名的“中国草”,主要用于纺纱生产线、布与布鞋生产,可开发成旅游产品;苎麻纤维还可加工成纤维板,具有地质坚硬、吸音和隔热性能好、体积稳定不易变形、易于染色和油漆、利于机械加工和胶合等优点;此外,苎麻纤维还可制作天花板、内墙板和各种家具等,其苎麻制品具有吸湿、散热快、透气性好等特点。苎麻属荨麻属蝎子草属(Girardinia)、艾麻属(Laportea)、锥头麻属(Poikilospermum)的种子可榨油,供工业用;其中苎麻属的种子出油率较高,属于高含油量种子,野生种出油率高于栽培种出油率。

医学药用

荨麻科植物诸多种类可入药作为中药材,植物化学成分的生物活性具有药理学作用,具有优异的医学药用价值。中国荨麻科植物药用历史悠久,该科药用植物中,除极少数作中药外,多为民间民族用药,该科众多的属、种多数具有抗菌消炎、活血消肿、消积通便、解毒、祛类风湿性关节炎的功效,其中以荨麻属苎麻属冷水花属水麻属植物居多,有些种类可药用,如庐山楼梯草、荨麻、苎麻等。

据《中药大辞典》记载,荨麻为荨麻属植物麻叶荨麻、裂叶荨麻、宽叶荨麻、荨麻的全草;具有抗炎药镇痛、抗凝的药理作用;药性苦、辛,温,有大毒;具有祛风通络生骨胶囊、平肝定惊、消积通便、解毒的功效。主治风湿痹痛、产后新生儿抽搐小儿惊厥、小儿麻痹后遗症、高血压病、消化不良、大便不通、荨麻疹、跌打损伤、虫蛇咬伤。荨麻根为荨麻属植物麻叶荨麻、裂叶荨麻、宽叶荨麻、荨麻的根,出自《贵州民间方药集》:“治虚弱劳伤,舒筋活血,又可驱风。“具有祛风、活血、止痛的功效,主治风湿疼痛、荨麻疹、湿疹、高血压病;麻叶荨麻有毒,过量服用可致剧烈呕吐、腹痛、头晕,以至虚脱。

据《中华人民共和国药典》和《中国药膳大辞典》记载,苎麻根苎麻属苎麻的干燥根和根状茎;性甘、寒,归心、肝、肾经;具有止血凉血、安胎、解毒的功效,主治尿血、胎漏下血、胎动不安,外治肿初起。苎麻根还可制作苎麻粥,具凉血止血安胎功效,适用于血热崩漏、妊娠胎动下血、尿血、便血等症;苎麻根饮,具凉血止血功效,适用于血热崩漏、血色深红、口干喜饮、烦躁不安、舌红苔黄等症;苎麻根茶适用于血淋、安胎;苎麻根糯米粥,具清热补气、止血安胎功效,适用于胎漏、胎动不安、阴道流血、体虚而有热者。

荨麻科植物化学成分的生物活性也具药理作用,其化学成分包括三萜固醇黄酮木脂素倍半萜、生物碱、简单酚类化合物和其他化合物,这些化学成分的生物活性具有抗细胞毒性、抗微生物(抗细菌、真菌和病毒)、抗炎药镇痛、抗凝、抗糖尿病、抗氧化、降糖降脂、抗良性前列腺增生、保肝保肾、改善免疫调节、促进伤口愈合等药理作用。荨麻科植物还含有多种人体必需的微量元素、氨基酸、矿质元素和其它营养成分,可以补充和调整人体所需的元素,增强调节人体新陈代谢

饲用用途

荨麻科植物诸多种类的嫩茎叶可直接饲喂禽畜,亦可加工成饲料进行饲喂,具有优异的饲用价值。荨麻属植物在饲料领域可以替代传统蛋白质饲料和优质牧草,降低饲料成本,同时荨麻及其提取物还具有抗氧化、抗炎药、提高免疫力、改善动物产品品质等功能,对于提高畜禽生产性能和改善免疫功能有着积极的促进作用;其中荨麻叶制成荨麻糊浆饲喂健康蛋种鸡,可提高产蛋鸡的产蛋率饲料报酬、种蛋合格率、受精率、孵化率和健雏率,并降低幼禽发病率,家禽饲粮中添加一定比例荨麻或其提取物可以起到替代部分豆粕、改善蛋品质、提高抗应激能力、促进生长及繁殖性能等功效;饲料中添加适量的荨麻或其提取物可显著改善不同鱼类生长和免疫性能,可作为水产动物的生长促进剂免疫增强剂,广泛用于集约化水产动物养殖产业;在英国,荨麻还是马的天然饲料,可为红细胞形成提供铁元素,并降低血液中的血糖含量;荨麻可作为优质牧草的替代物,在降低养殖成本的同时维持或改善反刍亚目生产功能,其所含生物活性物质还可起到增强免疫力和抗氧化能力的作用;荨麻提取物可作为饲料添加剂成分在生长猪阶段提高生长性能,在育肥猪阶段改善肌肉颜色和脂肪酸组成,并提高肌肉氧化稳定性;此外,异株荨麻麻叶荨麻还可晾晒成干草作为青贮饲料苎麻属苎麻的嫩茎叶也可作为饲料,人们已将成熟的植物茎叶干燥、粉碎,加工成草,作为猪、鸡、奶牛的饲料,并商品化生产苎麻叶粉,产业化生产栽培饲料;苎麻叶还可养蚕作饲料。

生态作用

荨麻科多为草本植物,因此可做地被植物,对维持当地的生态平衡和水土保持具有重要意义。冷水花属(Pilea L.)、楼梯草属(Elatostema)、赤车属(Pellionia)是中国南方山坡林下草本植被常见的建群植物。冷水花属植物还具有净化空气的作用,能净化厨房烹时所散发的油烟;蝎子草(Girardinia diversifolia )可作为一种围园护圃植物,栽于围园四周可驱鼠、防虫。苎麻属植物宿根性植物具有根系发达、固土力强、竹秆高且密度大、生长快的特点,同时覆盖面积大,可减少地面水分的蒸发,保持土壤湿润;其中苎麻属苎麻就具有抗逆境能力强、生长迅速、繁殖能力强、根系庞大、生物产量高等特点,同时具有极强的重金属耐性,是理想的土壤重金属污染植物修复资源。植物纤维地膜,是以麻纤维为骨架制成无纺布地膜,可以防治病虫害、增产、无污染,有助于提高农作物产量,保护环境,更加有利于农业的可持续发展。

代表类群

荨麻科植物物种丰富,栽培种也非常繁多,各地分布广泛。在多识植物百科中,该科划分为4亚科,13族,9亚族,57属,1300余种。在荨麻科植物中,楼梯草属冷水花属荨麻属苎麻属等广泛栽培利用,火麻属是重要的有毒植物,因此以该5属作为代表类群进行介绍。

楼梯草族楼梯草属

楼梯草属学名Elatostema J. R. et G. Forst.,小灌木、亚灌木草本。叶互生,两侧不对称,具三出脉、半离基三出脉或羽状脉。雄花序有时分枝呈聚伞状;苞片常沿花序托边缘形成总苞,在花之间有小苞片;雄花被片(3-)4-5;雌花被片3-5,短于子房,柱头画笔头状。瘦果狭卵球形或椭圆球形,光滑或不光滑。钟乳石体纺锤形或线形,稀点状或不存在。花粉粒2孔,刺状纹饰。

楼梯草属是荨麻科原始群楼梯草族(Trib. Elatostemeae Gaudich.)中的一个进化属,约有350种,中国约有170种,《中国维管植物科属志(全三册) 》将楼梯草属划分为4型,500种,中国234种,中国特有205种;分布于亚洲、大洋洲和非洲的热带和亚热带地区;中国分布于西南、华南至秦岭,主产云南、广西壮族自治区、四川和贵州。本属自1776年成立以来,其属下系统关系及其与赤车属(Pellionia)的关系一直存在争议;本属的权威分类鉴定专家王文采(1926-2022)先生对楼梯草属和赤车属(Pellionia)研究认为,楼梯草属和赤车属(Pellionia)应该为独立的属;中国研究员吴增源等基于3个基因组的7个片段构建了较完整的荨麻科系统发育框架,研究显示楼梯草属为单系类群,但其与赤车属(Pellionia)和藤麻属(Procris)的系统关系尚不清楚。楼梯草属植物是中国南方热带和亚热带山区中组成阴湿环境草本植被的主要建群植物;有些种类可供药用、饲料或观赏。

假楼梯草族冷水花属

冷水花属学名Pilea Lindley,草本或亚灌木,稀灌木,无刺毛。叶对生,三出脉,稀羽状脉;托叶柄内合生。花序聚伞状、聚伞圆锥状、穗状、串珠状、头状等;雄花被片4-5,稀2,雄蕊与花被片同数;雌花3基数,柱头画笔头状。瘦果卵形或近圆形,表面平滑或有瘤状凸起,稀呈鱼眼状。钟乳石体条形、纺锤形或短杆状,稀点状。花粉粒2孔,刺状纹饰。

冷水花属2-2(3)型,共400种,中国80种,中国特有31种;世界广布,主产热带和亚热带地区,延伸至温带地区;中国主产长江以南,少数到东北、甘肃省等。分子系统学研究表明冷水花属是否为单系类群尚不明确,有1个单型属石莲镜面草属(Sarcopilea)应包含其中,关于两者的关系有待进一步研究,假楼梯草属(Lecanthus)与该属的关系较近。冷水花属植物是中国南方热带和亚热带山区中组成阴湿环境草本植被的主要建群植物,有些种类可供药用、饲料或观赏,如冷水花(Pilea notata)。

火麻树族火麻属

火麻树属食虫类Dendrocnide Miquel,乔木或灌木,具刺毛。叶螺旋状互生,具柄,全缘、波状或有齿,常具羽状脉;托叶常较大,在叶柄内完全合生。花序聚伞圆锥状,单生于叶腋,雌的团伞花序常具多少膨大的肉质序梗;雄花4或5基数;雌花4基数;花被片多少合生,裂片近等大,两面有疣状凸起物;宿存柱头向下弯;果期花梗腊肠状。

火麻树属5(7)型,共36种,中国6种,中国特有1种;分布于东南亚,大洋洲和太平洋岛屿的热带地区;中国产台湾省广东省南部、海南省广西壮族自治区西南部、云南、西藏自治区东南部。分子系统学研究强烈支持火麻树属隶属于第三大分支,且该属是个单系类群得到了较高的支持率,但属下系统关系有待加大抽样研究。

荨麻族荨麻属

荨麻属食虫类Urtica 卡尔?冯?林奈,草本,稀灌木,具刺毛。茎4棱。对生叶,基出脉3-5(-7)。花序成对腋生,数朵花聚集成小的团伞花簇,在序轴上排成穗状、总状或圆锥状,稀头状;雄花被片覆瓦状排列;雌花被片4,不等大,柱头画笔头状。瘦果光滑或有疣状凸起。钟乳体点状或条形。花粉粒3(-4)孔,颗粒状纹饰[63]。种子直立,胚乳少量,子叶近圆形,肉质,富含油质

荨麻属1(8-4)型,共30种,中国14种,3亚种;分布于北半球温带热带地区;中国产华北和西南。传统分类学中荨麻属隶属于荨麻族,分子系统学研究表明荨麻属隶属于第三大分支,可能包含1个小属西海麻属 (Hesperocnide),两者构成了单系类群,姐妹群为花点草属(Nanocnide)。诸多种类如欧荨麻(Urtica urens)等的茎皮纤维可作纺织原料,茎叶可作饲料,嫩叶和嫩枝可食,有些种类可药用。

苎麻族苎麻属

苎麻属食虫类Boehmeria Jacquin,灌木、亚灌木或多年生草本。叶互生,有齿,不分裂,稀2-3裂,基出脉3;托叶分生,脱落。团伞花序生于叶腋或排列成穗状或复总状花序雄花被片常为4,镊合状排列,退化雌蕊存在;雌花被管状,有2-4齿,柱头丝形,密被柔毛,宿存。瘦果卵形,由宿存花被所包被,果皮薄,常无光泽。花粉粒2(-3)孔,刺状纹饰。

苎麻属2型,共65种,中国25种,中国特有6种;主要分布于热带、亚热带地区,少数到温带;中国产西南、华南和东北,主产西南和华南。苎麻属最早由Jacquin建立,模式种为采自印度西部的Boehmeria ramiflora Jacquin;该属的界定及属下关系一直存在争议,王文采陈家瑞认为中国苎麻属约有32种11变种,并将其分为5组,初步建立了中国苎麻属较为完整的分类体系;Wilmot-Dear等基于形态学和地理学对世界苎麻属进行了分类修订,认为苎麻属应包含47种,其中14种分布在新世界,33种分布在旧世界;苎麻属的分子系统学研究十分有限。苎麻属植物,苎麻(Boehmeria nivea)的茎皮纤维为麻的代用品和人造棉的原料。

相关研究

分子系统学研究

荨麻科的分子系统发育工作已证实了荨麻科的单系性,并解决了分类群之间的主要关系。印度尼西亚植物学家Julisasi T. Hadiah和英国植物学家Barry Conn等选取荨麻科25属63种,基于叶绿体片段序列分析显示该科分为3个分支,然而该研究中很多形态变异较大,物种数量多的属如苎麻属(Boehmeria)和楼梯草属(Elatostema)等抽样较少,无法验证是否为单系类群,并且很多属间系统关系不明确。中国研究员吴增源等选取荨麻科47属122种,基于3个基因组的4个脱氧核糖核酸片段,重建了该科更为完整的系统发育关系,结果表明所选取的Cecropiaceae中的4属分布在荨麻科不同的两大分支中,结论证明Cecropiaceae与荨麻科合并,则荨麻科(包括Cecropiaceae)是一个单系群。巴西科学家Jéssica da Silva Maciel等人通过表征荨麻科族和属的特征代谢产物,以确定其化学特征、微分子标记和群体进化趋势,其中化学计量学分析证实,号角树族(Cecropieae)隶属于荨麻科,并且还证实荨麻科几个族之间的化学相似性,包括荨麻族(Urticeae)、苎麻族(Boehmerieae)、楼梯草族(Elatostemateae)、墙草族(Parietarieae)、单蕊麻族(Forsskaoleeae)和号角树族(Cecropieae)。

荨麻科划分为4大分支,与传统分类划分的5族相比,仅有1族(单蕊麻族)的单系性得到支持,其余4族(荨麻族、假楼梯草族、苎麻族和墙草族)均非单系类群,且族中一些属间关系,如蝎子草属(Girardinia)和火麻树属(Dendrocnide)、万果麻属(Gyrotaenia)和唇被麻属(Myriocarpa)等支持率较低。荨麻科下最大的分支clade I由苎麻族、单蕊麻族和墙草族的大多数种类组成,分支内很多属均非单系,如苎麻属(Boehmeria)、雾水葛属(Pouzolzia)等。另外,荨麻科中最庞杂的苎麻族(Boehmerieae)成员散落3个大分支中,尤其水丝麻属(Maoutia)和四脉麻属(Leucosyke)与来自Cecropiaceae的3属聚成1支,吴增源等通过形态性状演化分析也未能找到该分支的形态学共衍征,因此该分支(clade IV)是荨麻科分类学研究的难点之一。

生物地理历史起源与传播研究

中国研究员邓涛、黄贤涵等人研究结果表明起源于古新世晚期的热带亚洲,表明荨麻族最主要的分布中心是热带亚洲,随后主要在渐新世和中新世发生向欧亚大陆、南美洲非洲的迁徙事件;荨麻族的生物地理历史可能是由于热带迁徙和地理分隔的混合,随后是多次大陆间的长距离传播,在荨麻族的诸多物种中,有翅和肉质的散居者的存在可能促进了荨麻族在全球的扩张。中国研究员吴增源等人的研究发现荨麻科起源于欧亚大陆,并根据海洋学洋流模型,在实验条件下,许多荨麻科植物的种子漂浮超过220天,并在海水中浸泡10个月后仍然存活,海水长距离传播在荨麻科的地理分布中发挥了重要作用,为查尔斯·达尔文的跨洋扩散假说提供了经验证据。

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