兩大分類
由於功能改變引起的形態和結構都發生變化的莖。莖變態是一種可以穩定遺傳的變異。變態莖仍保留著莖所特有的特徵:如有節和節間的區別,節上生葉和芽,或節上能開花結果。可分為地上變態莖和地下變態莖兩大類:地上變態莖
又分為四類:1、葉狀枝
莖扁化變態成的綠色葉狀體。葉完全退化或不發達,而由葉狀枝進行光合作用。如曇花、令箭、文竹、天門冬、假葉樹和竹節蓼等的莖,外形很像葉,但其上具節,節上能生葉和開花。
2、枝刺
由莖變態為具有保護功能的刺。如山楂和皂莢莖上的刺,都著生於葉腋,相當於側枝發生的部位。
3、莖卷鬚
由莖變態成的具有攀援功能的卷鬚。如黃瓜和南瓜的莖卷鬚發生於葉腋,相當於腋芽的位置,而葡萄的莖卷鬚是由頂芽轉變來的,在生長後期常發生位置的扭轉,其腋芽代替頂芽繼續發育,向上生長,而使莖卷鬚長在葉和腋芽位置的對面,使整個莖成為合軸式分枝。
4、肉質莖
由莖變態成的肥厚多汁的綠色肉質莖。可行光合作用,發達的薄壁組織已特化為貯水組織,葉常退化,適於乾旱地區的生活。如仙人掌類的肉質植物,變態莖可呈球狀、柱狀、或扁圓柱形等多種形態。
地下變態莖
又分四類:1、根狀莖
由多年生植物的莖變態成的橫臥於地下、形狀似根的地下莖。根狀莖上具有明顯的節和節間,具有頂芽和腋芽,節上往往還有退化的鱗片狀葉,呈膜狀,同時節上還有不定根,營養繁殖能力很強。如竹類、鳶尾、白茅和薊等。
2、塊莖
由莖的側枝變態成的短粗的肉質地下莖。呈球形、橢圓形或不規則的塊狀,貯藏組織特別發達,內貯豐富的營養物質。從發生上看,塊莖是植物莖基部的腋芽伸入地下,先形成細長的側枝,到一定長度後,其頂端逐漸膨大,貯積大量的營養物質而成。如馬鈴薯塊莖,頂端有一個頂芽,節間短縮,葉退化為鱗片狀,幼時存在,以後脫落,留有條形或月牙形的葉痕。在葉痕的內側為凹陷的芽眼,其中有腋芽1至多個,葉痕和芽眼在塊莖表面相當於莖上節的位置上呈規律地排列,兩相鄰芽眼之間,即節間。除馬鈴薯外,菊芋(洋姜)、甘露子(草石蠶)等也有塊莖。
3、球莖
由植物主莖基部膨大形成的球狀、扁球形或長圓形的變態莖。觀賞植物唐菖蒲和藥用植物番紅花具比較典型的球莖。節與節間明顯,節上生有退化的膜狀葉和腋芽,頂端有較大的頂芽。從發生上看,有些球莖,如荸薺、慈菇等是由地下匍匐枝(側枝)末端膨大形成的。球莖內都貯有大量的營養物質,供營養繁殖之用。
4、鱗莖
扁平或圓盤狀的地下變態莖。其枝(包括莖和葉)變態為肉質的地下枝,莖的節間極度縮短為鱗莖盤,頂端有一個頂芽。鱗莖盤上著生多層肉質鱗片葉,如水仙、百合和洋蔥等。營養物質主要貯存在肥厚的變態葉中。鱗片葉的葉腋內可生腋芽,形成側枝。大蒜的營養物質主要貯存在肥大的肉質腋芽(即蒜瓣)中,包被於其外圍的鱗片葉,主要起保護作用。
相關植物
蓮、狗牙根、白茅、拳參、馬鈴薯、菊芋(洋姜)、半夏、甘露子、草石蠶、荸薺、慈菇、芋、洋蔥、水仙、皂莢、仙人掌。其中仙人掌的含水量可達60%-80%,仙人掌的粗莖上蓋著一層蠟質,以防止莖內所儲存的水分蒸發。葉子呈針狀,以減少水分蒸發。因為長在沙漠中,其根部異常發達,可以吸收深藏在地底下的水分。針狀葉不僅僅只為了防止水分蒸發,還可以使某些動物望而生卻。沙漠裡某些高大的仙人掌還被稱為仙人柱。