水晶兰 (Monotropa uniflora, L. 1753)

水晶兰(Monotropa uniflora)是杜鹃花科多年生草本,完全不含叶绿素。它分布于北美和东亚温带地区,生长在阴暗湿润的林下,不依靠光合作用,而是通过与邻近树根相连的真菌网络获得糖分。

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学名Monotropa uniflora
属Monotropa
目Ericales

水晶兰, 单花锡杖花, 台湾锡杖花, Indian pipe 和 Ghost pipe

基本信息
毒性
毒性尚不明确,含苷类、水杨酸及梫木毒素
植物类型
生命周期
多年生
原产国
加拿大美国墨西哥中国日本韩国俄罗斯尼泊尔
生境
阴暗湿润的落叶林或混交林下,腐殖质丰富,邻近与外生菌根真菌相连的寄主树根
季节变化
花期
夏季秋季
采收期
秋季
气候与水分
浇水
极少
较少
适中
较多
极多
光照与摆放
光照条件

全阴

林下深阴,接近黑暗的森林环境
外观
高度5–30 cm
叶
白色
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 叶 1
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 叶 2
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 叶 3
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 叶 4
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 叶 5
花
白色粉色大小1–2 cm
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 花 1
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 花 2
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 花 3
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 花 4
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 花 5
果实
棕色黑色
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 果实 1
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 果实 2
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 果实 3
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 果实 4
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 果实 5
株型
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 株型 1
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 株型 2
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 株型 3
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 株型 4
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 株型 5
树皮
白色粉色
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 树皮 1
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 树皮 2
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 树皮 3
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 树皮 4
水晶兰 (Monotropa uniflora):原产地与用途 — 树皮 5

全球分布

水晶兰原生于从加拿大至墨西哥的北美温带地区,以及从巴基斯坦北部至俄罗斯远东和日本的东亚温带地区。两大片分布区之间相隔辽阔区域,尚无已知种群相连,是植物界极为显著的间断分布实例。

  • 原生8
  • 加拿大
  • 美国
  • 墨西哥
  • 中国
  • 日本
  • 韩国
  • 俄罗斯(远东)
  • 尼泊尔

六边形:植物出现的地区。绿色圆点:原生分布区。1

基本信息

水晶兰(Monotropa uniflora L.,1753)是杜鹃花科水晶兰亚科的多年生草本。在魁北克,它还被称为pipe indienne,意为“印第安烟斗”。 1 2

与几乎所有开花植物不同,水晶兰完全不产生叶绿素。茎和鳞片状叶保持蜡质、半透明的白色,少数植株略带粉色或暗红色。 4 8

英语名称Indian pipe和Ghost pipe都指向这副幽灵般的轮廓。白色外观及其在林下短暂现身的特点,使它在北美口述传统中与哀悼和森林的静谧相联系。 7

识别要点

每条茎通常高5至30 cm,顶端仅有一朵下弯的花,花长1至2 cm,具3至8枚半透明花瓣及约十枚雄蕊。叶退化为长5至10 mm的小鳞片,包围茎部,并不形成真正的叶片。 8 4

采摘后或完全成熟时,水晶兰会在数小时内变黑;相比单纯的白色外观,这一变化是进一步辨别时的线索。随后形成的干蒴果呈棕黑色,释放长0.6至0.8 mm的微小有翅种子。 7 4

缺乏绿色叶片,也看不到与其他林下植物相似的根,使水晶兰在初次被观察时经常被误认成真菌。 5

分类要点

历史上,水晶兰曾长期使用Hypopitys uniflora (L.) Crantz这一名称。如今归入杜鹃花科的水晶兰类植物,过去也曾独立成水晶兰科Monotropaceae。 1 8

按这里采用的分类,水晶兰属只有两个获承认的物种:水晶兰和欧洲也有分布的松下兰(Monotropa hypopitys)。区分要点很直观:前者一茎一花,后者在有毛的茎上着生多朵花,组成总状花序。 4 1

生境与菌异养

深阴林下的丰富腐殖质,是水晶兰的典型生境;它生于落叶林或混交林中,紧邻寄主树根。原生分布具有显著的间断性,包括加拿大至墨西哥的北美温带,以及巴基斯坦北部至俄罗斯远东、日本的东亚温带;两片区域相距遥远,中间尚无已知种群。 1 5

获取糖分时,水晶兰并不直接寄生树木,而是通过带有特化囊状细胞的根,从红菇属Russula或乳菇属Lactarius的外生菌根真菌那里截取糖。这些红菇科真菌通常与山毛榉及某些针叶树的根交换物质。这种菌异养方式解释了水晶兰为何完全不进行光合作用。 7 6

真菌中间环节的依赖,也解释了它为何不见于日照充足或贫瘠的土壤。若没有已与活树相连的寄主真菌,即使气候与湿度适宜,种子也无法发育。 7

水晶兰地上部分的出现短暂而难以预测。干旱后的一场雨,就可能使完整植株在短短数日内出土,因此能否在野外找到它,很大程度取决于当地天气。 8

生活周期与繁殖

纬度不同,水晶兰的花期有所变化,通常在7至9月。主要传粉者为熊蜂属Bombus的昆虫,它们进入花中采集花粉。 3 7

较高的柱头使自交比例限制在约20%,即使种群稀疏、彼此分散,仍有利于遗传交流。传粉后,蒴果干燥、变黑,再从裂缝中释放微小有翅种子,随风传播。 7

微小种子只有很少的营养储备,必须在相容菌丝体近旁萌发才能存活,这也解释了它在看似适宜的环境中仍不常见。鳞翅目幼虫还经常取食接近成熟的种子,进一步减少可育果实的产出。 7

用途与风险

北美若干原住民族群曾将茎内透明汁液用于滴眼,并将根煎液作为镇静剂及牙痛的传统用药。 3

文献认为煮熟的植株可食,味道近似芦笋,生食则寡淡。不过,现有分析提及苷类、水杨酸及梫木毒素,因此应保持谨慎,不宜据此作为日常食物。迄今尚无专门针对该植物的家养动物兽医毒性资料。 3 8

进行园艺栽培始终面临同一障碍:没有相容真菌与活树之间已形成的菌根网络,播种或移栽都无法使其脱离自然生境长期定植。少数有记录的试验,最多建议在已有合适真菌的山毛榉或针叶树旁播种,结果仍无保证。 3

品种、易混淆种与近缘植物

水晶兰没有园艺栽培品种。野外见到的粉色或暗红色植株属于个体变异,并非稳定选育类型,也不是独立植物学变种。 8

近缘植物中,最容易混淆的是松下兰(Monotropa hypopitys)。后者黄至棕色的有毛茎上有多朵花,组成总状花序;水晶兰则白色无毛,每茎只开一朵花。 4

在尚未确认其植物身份之前,人们也常将它看成蘑菇或白色霉菌。它没有绿色叶片、含叶绿素的茎或显露的根,缺少容易联想到植物的熟悉标志。 5

主要来源

常见问题

水晶兰是蘑菇吗?

不是。它是杜鹃花科开花植物,有花、雄蕊和含种子的蒴果。缺少叶绿素及白色外观,使初次见到它的人容易误认为蘑菇。

水晶兰能在花园里栽培吗?

实际操作中很难。它依赖相容真菌与活树之间已经建立的菌根网络;播种和扦插都无法使它在自然生境之外长期定植。

水晶兰有毒吗?

毒性尚不确定。植株含苷类、水杨酸和梫木毒素,因此应谨慎对待。目前尚无专门针对这种植物的家养动物兽医毒性资料。

水晶兰为什么很快变黑?

采摘、长时间触碰,或蒴果完全成熟后都会出现变黑现象。脆弱而蜡质的整条茎均会受影响,因此无法作为切花保存。

水晶兰与松下兰有什么区别?

Monotropa hypopitys的茎有毛,呈淡黄至棕色,多朵花组成总状花序;水晶兰的茎白色无毛,每茎仅有一朵花。

英文名Indian pipe从何而来?

它形容茎顶弯曲如钩的轮廓,早期北美观察者将其比作仪式用烟斗。

水晶兰稀有或濒危吗?

该物种尚未获IUCN全球评估,在适宜森林中分布仍广。不过地上部分出现短暂、受天气影响,野外很容易错过。

相似植物

如果不确定某种植物是否有毒,请向植物学家或兽医咨询。