Climbing Mechanisms of Lianas and Vines

Filiform (or sometimes disc-shaped or claw-shaped), sensitive appendages that grab or adhere to a substrate, allowing the plant to climb. These are considered modifications of various organs, such as leaves or stems, and are classified according to the position they occupy, even when they do not resemble the structure that they are derived from. Tendrils are sometimes only partially developed presenting intermediate forms between the organs they are derived from and a fully developed tendril (e.g., Entada polyphylla). Prehensile leaves and branches may resemble tendrils but they are less specialized than tendrils.

 

I.   Tendrils with adhesive disc-shaped pads:

       • Bignoniaceae --Amphilophium crucigerum, Bignonia, Manaosella cordifolia, Mansoa, Tynanthus cognatus

       • Cucurbitaceae --Calycophysum, Cayaponia, Hanburia, Polyclathra, Sicana odorifera

       • Passifloraceae --Passiflora contracta

       • Sapindaceae --juvenile shoots in Lophostigma schunkei

       • Vitaceae --Cissus sulcicaulis, Parthenocissus quinquefolia

II.  Tendrils without adhesive pads:

    1.  Leaf tendrils

         ❖ Tip of leaf:

               • Asteraceae --Mutisia spinosa

               • Colchicaceae --Gloriosa superba

        ❖ Sheath:

               • Smilacaceae --Smilax sp.

   2.  Leaflet tendrils

         ❖ Single distal leaflet:

               Bignoniaceae (most genera)

         ❖ Two or more distal leaflets or pinna:

               • Bignoniaceae --Pleonotoma jasminifolia

               • Fabaceae --Entada polyphylla

               • Polemoniaceae --Cobaea scandens

   3.  Shoot tendrils

        ❖ Axillary --homologous to short axillary shoots

           ➢ Simple tendrils:

                ▪ Circinate tendrils:

                    ◦ Solitary tendrils:

                         • Fabaceae --Senegalia mikanii  

                         • Rhamnaceae --Gouania sp.  

                         • Loganiaceae --Strychnos sp.

                   ◦ Paired tendrils:

                         • Fabaceae --Schnella sp.

                         • Sapindaceae --Paullinia clavigera, Serjania sp., Thinouia scandens

                         • Loganiaceae --Strychnos sp.               

               ▪ Helical-shaped tendrils:

                     • Passifloraceae --Ancistrothyrsus, Dilkea, Mitostemma, Passiflora sp.

        ➢ Branched tendrils:

                • Asteraceae --Mutisia grandiflora

                • Passifloraceae --Dilkea sp., Passiflora aberlaezii

       ❖ Lateral to leaf (90° angle with petiole):

             • Cucurbitaceae --Cayaponia sp., Cucurbita sp., Cyclanthera sp., Gurania spinulosa, Luffa cylindrica, Psiguria pedata

       ❖ Opposite to leaf:

             • Vitaceae --Ampelocissus acapulcensis, Cissus sp., Parthenocissus, Vitis

  4.  Inflorescence tendrils

      ❖ Tendril representing a cincinnus:

             • Sapindaceae --Cardiospermum corindum, Lophostigma plumosa, Paullinia clavigera, Paullinia pinnata,

                 Serjania caracasana, Thinouia myriantha, Urvillea chacoensis- problem

     ❖ Tendril representing the inflorescence axis:

          • Apocynaceae --Pacouria

          • Passifloraceae --Ancistrothyrsus hirtellus, Passiflora cirhiflora

         • Polygonaceae --Antigonon leptopus

         • Vitaceae --Ampelopsis glandulosa

Whip-like structure, barbed with reflexed hooks or grapnel "spines"

Cirrus representing distal portion on a compound leaf.

   • Arecaceae (cirrus)--Desmoncus horridus, Desmoncus polyacanthus

Cirrus representing a modified axillary branch

    • Fabaceae --Machaerium ternatum, Senegalia altiscandens

Twining lateral branches useful for anchoring and climbing, usually not presenting any structural modification, except for the presence of ephemeral or late-developing leaves. These usually have determinate growth.

1.    Leaves opposite

        • Celastraceae --Anthodon, Cheiloclinium cognatum, Cuervea kappleriana, Hippocratea volubilis, Peritassa laevigata,

              Pristimera

        • Thymelaeaceae --Lophostoma

2.    Leaves alternate

          ❖ Compound leaves:

               • Connaraceae -- Connarus sp, Rourea sp.

               • Fabaceae --Dalbergia sp., Deguelia, Macherium quinatum, Machaerium sp.

           ❖ Simple leaves:

               • Menispermaceae --Telitoxicum krukovii

               • Polygalaceae --Diclidanthera peduliflora, Securidaca sp.

 

Twining petioles or leaf rachis.

   • Asteraceae --Hidalgoa pentamera

   • Bignoniaceae --Perianthomega vellozoi

   • Loganiaceae --Gronovia scandens ?

   • Lygodiaceae --Lygodium japonicum

   • Ranunculaceae --Clematis sp.

   • Solanaceae --Solanum jasminoides

   • Tropaeolaceae –Tropaeolum cuspidatum, Tropaeolum tricolor (most species have twining petioles, in some species the blade is ephemeral

       with petioles resembling a tendril)

Twining peduncles.

• Tropaeolaceae --Tropaeolum emarginatum

Distal portion of main shoot freely rotating and grabbing on to adjacent structures as the plant grow high. Most species twine clock-wise, although some are known to twine in either direction

1.   Main stem with short determinate growth (sympodial)

        • Euphorbiaceae –Omphalea diandra

        • Icacinaceae –Pleurisanthes artocarpi

        • Menispermaceae --Abuta sp.

2.   Main stem with indeterminate growth (monopodial)

      ❖ Leaves opposite

           -- Leaves simple

               • Acanthaceae--Mendoncia sp., Thunbergia alata

               • Amaranthaceae -- Hebanthe eriantha, Gomphrena, Pedersenia argentata

               • Apocynaceae--most genera, Ibatia maritima, Echites umbellatus, Fishcheria scandens, Mandevilla sp.,

                      Metastelma grisebachianum, Rhabdadenia biflora

               • Asteraceae –-Mikania sp.

               • Calceolariaceae --Calceolaria boliviana

               • Caprifoliaceae --Lonicera japonica, Valeriana

               • Combretaceae --Combretum decandrum

               • Dioscoreaceae --Dioscorea alata

               • Gentianaceae --Bisgoeppertia, Canscora, Chorisepalum, Lehmanniella

               • Gnetaceae --Gnetum camporum

               • Lamiaceae --Congea tomentosa

               • Loasaceae --Caiophora

               • Malpighiaceae --most genera, Stigmaphyllon emarginatum

              • Melastomataceae --Adelobotrys klugii

               • Rubiaceae --Chiococca alba, Manettia cordifolia, Retinophyllum, Sabicea cinerea

               • Trigoniaceae--Trigonia virens

               • Verbenaceae –Petrea bracteata

          -- Leaves compound

               • Asteraceae --Bidens reptans, Mikania

               • Caprifoliaceae --Valeriana

               • Dioscoreaceae --Dioscorea

               • Loasaceae --Caiophora

               • Oleaceae --Jasminum sp.

      ❖ Leaves alternate

           -- Leaves simple

               • Alstroemeriaceae --Bomarea formosissima

              • Aristolochiaceae –Aristolochia sp.

              • Asparagaceae -- Herreria sarsaparilla 

              • Asteraceae --Leonis trineura, Pseudogynoxys sp.

              • Basellaceae --Anredera cordifolia, Anredera tucumanensis, Anredera vesicaria, Basella alba

              • Boraginaceae --Myriopus, Tournefortia hirsutissima

              • Cactaceae --Pereskia aculeata

              • Celastraceae --Celastrus scandens

              • Commelinaceae --Dichorisandra hexandra, Siderasis sp.

              • Convolvulaceae--most genera, Ipomoea sp., Ipomoea sp., Turbina corymbosa

              • Dichapetalaceae--Dichapetalum sp.

              • Dilleniaceae--Davilla sp.

              • Dioscoreaceae--Dioscorea sp.

              • Euphorbiaceae --Dalechampia scandens, Dalechampia sp., Mabea, Platygyna,

                    Plukenetia volubilis, Tragia volubilis

              • Icacinaceae--most genera, Leretia cordata

              • Loasaceae --Gronovia scandens

              • Menispermaceae--most genera, Cissampelos pareira, Hyperbaena domingensis

              • Petiveriaceae --Agdestis clematidea

              • Piperaceae--Piper sp.

              • Plantaginaceae --Lophospermum sp.

              • Polygalaceae --Diclidanthera elliptica, Moutabea sp. 

              • Polygonaceae --Coccoloba parimensis

              • Solanaceae --Lycianthes lenta, Schwenckia grandiflora

              • Violaceae –Anchietea pyrifolia, Calyptrion arborea

         -- Leaves compound

              • Connaraceae --Connarus sp.

              • Fabaceae --Abrus praecatorius, Calopogonium caeruleum, Canavalia rosea, Centrosema sp., Chaetocalyx,

                  Clitoria ternatea, Galactia eggersii, Mucuna pruriens, Neorudolphia volubilis, Pachyrhizus erosus,

                 Rhodopis planisiliqua

Production of aerial roots that adhere to host plants, allowing them to reach higher portions of the forest. Some species in this category eventually loose connection with the ground, and for this reason they are not considered true climbers by many researchers. They however, are included in this treatment due to their elongated climbing stems.

1.    Leaves opposite:

       • Acanthaceae --Neriacanthus

       • Apocynaceae --Hoya carnosa

       • Bignoniaceae –Campsis radicans (cultivated and adventive in several countries)

       • Gesneriaceae --Columnea ambigua, Drymonia sp.

       • Malpighiaceae --Mascagnia vaccinifolia

       • Melastomataceae --Adelobotrys scandens, Clidemia

       • Rubiaceae --Malanea macrophylla, Schradera exotica

       • Schlegeliaceae --Schlegelia brachyantha

2.    Leaves alternate:

       • Anacardiaceae --Toxicodendron radicans

       • Araceae --Anthurium scandens, Epipremnum aureum, Heteropsis sp., Monstera sprucei, Philodendron giganteum,

            Philodendron sp., Rhodospatha venosa, Syngonium podophyllum

       • Araliaceae --Hedera helix, Schefflera

       • Asteraceae --Tuberostylis

       • Begoniaceae --Begonia convolvulacea, Begonia fruticosa

       • Blechnaceae --Blechnum fragile

       • Cyclanthaceae --Asplundia, Dicranopygium, Evodianthus, Ludovia, Thoracocarpus bisectus

      • Dryopteridaceae --Arachniodes ochroterioides, Cyclodium calophyllum, Maxonia apiifolia, Polybotrya osmundacea

      • Hydrangeaceae --Hydrangea anomala

      • Lomariopsidaceae --Lomagramma, Lomriopsis

     • Marcgraviaceae --Marcgravia rectiflora, Marcgraviastrum, Norantea, Ruyschia, Sarcopera, Schwartzia, Souroubea

     • Moraceae --Ficus pumila

     • Oleandraceae --Oleandra articulata

     • Orchidaceae --Vanilla sp.

     • Piperaceae --Manekia obtusa, Peperomia, Piper nigrum, Piper sp.

     • Polypodiaceae --Campyloneurum, Microgramma, Pleopeltis, Polypodium loriceum

     • Solanaceae --Juanulloa ferruginea, Juanulloa oochracea, Markea sessiliflora, Solandra sp.

3.  Leaves absent:

      • Cactaceae --Hylocereus trigonus, Selenicereus grandiflorus

 

Plants with weak stems that grow while leaning against other plants or structures.

1.    Leaves opposite

      • Acanthaceae --Anisacanthus, Aphelandra, Asystasia gangetica., Barleria, Dasytropis, Dicliptera, Herpetacanthus,

          Justicia, Odontonema, Oplonia spinosa, Poikilacanthus, Ruellia inflata, Sapphoa, Thyrsacanthus ramosissimus

      • Amaranthaceae --Gomphrena holocericea, Hebanthe pulverulenta

      • Apocynaceae --Allamanda cathartica 

      • Asteraceae --Bidens reptans, Calea urticifolia, Chromolaena borinquensis, Ekmaniopappus, Heterocondylus vitalbae,

          Hymenostephium, Koanophyllum polyodon, Melanthera nivea, Otopappus mexicanus, Perymeniosis ovalifolium,

          Salmea, Tilesia baccata

      • Bignoniaceae --Podranea ricasoliana, Tecoma capensis

      • Calophyllaceae --Clusiella

      • Celastraceae --Salacia acevedoi

      • Clusiaceae --Clusia gundlachii

      • Combretaceae --Combretum indicum

      • Coriaraceae --Coriaria sp.

      • Lamiaceae --Aegiphila vetilliniflora., Holmskioldia sanguinea

      • Melastomataceae --Adelobotrys klugii, Clidemia, Dolichoura espiritosantensis

      • Monimiaceae--Grazielanthus

      • Rubiaceae --Chomelia, Diodia sarmentosa, Hillia parasitica, Lasianthus lanceolatus, Morinda royoc, Randia sp.

      • Verbenaceae --Citharexylum, Duranta, Lantana, Lippia, Verbena

2.    Leaves alternate

      • Adiantaceae --Eriosorus

      • Adoxaceae --Viburnum

      • Amaranthaceae --Alternanthera, Celosia, Chamissoa altissima, Iresine

      • Anacardiaceae --Attilaea, Rhus terebinthifolius

      • Annonaceae --Annona ambotay, Annona haemantha, Guatteria scandens

      • Arecaceae --Chamaedorea elatior, Desmoncus horridus

      • Asparagaceae --Asparagus setaceus

      • Asteraceae --Ayapana, Archibaccharis hirtella, Baccharis sp., Barnadesia spinosa, 

           Berylsimpsonia vanilosma, Lepidaploa borinquensis,Odontocline, Pentacalia epiphytica, Piptocarpha tetrantha,

           Vernonanthura buxifolia

      • Begoniaceae --Begonia

      • Boraginaceae --Tournefortia scabra, Tournefortia sp., Varronia bellonis

      • Cactaceae --Pereskia aculeata

      • Campanulaceae

      • Cannabaceae --Celtis iguanea

      • Capparaceae --Cynophalla flexuosa

      • Caricaceae --Carica horovitziana

      • Connaraceae --Connarus panamensis

      • Cyperaceae --Rhynchospora sp., Scleria sp.

      • Dennstaedtiaceae --Hypolepis, Odontosoria scandens

      • Dilleniaceae --Davilla, Doliocarpus sp.

      • Ericaceae –Vaccinium racemosum

      • Euphorbiaceae --Mabea taquari, Manihot brachylopha

      • Fabaceae --Biancaea separia, Guilandina bonduc, Mimosa ceratonia, Schrankia, Senegalia sp., Senna sp.

      • Gleicheniaceae --Dicranopteris pectinata

      • Griseliniaceae --Griselinia ruscifolia

      •  Hernandiaceae --Sparattanthelium amazonicum

      • Malvaceae --Byttneria aculeata, Hibiscus

      • Marantaceae --Ischnosiphon gracilis

      • Marcgraviaceae --Marcgravia crenata, Sarcopera oxystilis, Souroubea corallina

      • Myristicaceae --Campsoneura debilis

      • Nyctaginaceae --Bougainvillea glabra, Pisonia aculeata

      • Olacaceae --Heisteria scandens

      • Onagraceae --Fuschia

      • Oxalidaceae --Oxalis

      • Petiveriaceae --Trichostigma octandrum

      • Phyllanthaceae --Phyllanthus ataboensis

      • Piperaceae --Piper sp.

      • Plantaginaceae --Buddleja madagascariensis

      • Poaceae --Athroostachys capitata, Arthrostylidium sarmentosum, Chusquea scandens, Lasiacis sp., Rhipidocladum

      • Polygalaceae--Bredemeyera lucida, Securidaca virgata

      • Polygonaceae --Coccoloba sp., Muehlenbeckia tamnifolia

      • Rhamnaceae --Sageretia elegans

      • Rosaceae --Rubus sp.

      • Rutaceae --Zanthoxylum foliolosum

      • Salicaceae --Casearia aculeata

      • Sellaginelaceae --Sellaginella willdenowii

      • Siparunaceae --Siparuna

      • Solanaceae --Lycianthes pauciflora, Solanum seaforthianum

      • Stegnospermataceae --Stegnosperma cubensis

      • Tropaeolaceae --Tropaeolum majus

      • Urticaceae --Urera caracasana

      • Violaceae --Amphirrhox, Viola scandens

3.    Leaves absent

      • Cactaceae --Hylocereus trigonus

Present in scandent plants and less often in plants with other climbing mechanisms, preventing them from sliding down and holding on to host plants.

 

1.   Stipular spines:

       • Cactaceae --Pereskia aculeata

       • Fabaceae --Machaerium sp.

2.   Axillary spines:

       • Acanthaceae –Oplonia microphylla

       • Asteraceae –Dasyphyllum sp., Barnadesia spinosa.

       • Boraginaceae --Rochefortia lundellii

       • Cactaceae --Hylocereus trigonus

       • Cannabaceaea --Celtis iguanaea

       • Loganiaceae --Strychnos brasiliensis     

       • Nyctaginaceae --Pisonia aculeata

       • Phytolaccaceae --Seguieria sp.

       • Rhamnaceae --Sageretia elegans

       • Rubiaceae --Chomelia psilocarpa, Randia sp.

3.   Adventitious spines

       • Arecaceae --Desmoncus polyacanthus

       • Dennstaedtiaceae --Hypolepis, Odontosoria

       • Dioscoreaceae --Dioscorea altissima

       • Fabaceae --Guilandina ciliata, Machaerium, Mimosa, Piptadenia, Scharnkia, Senegalia sp.

       • Malvaceae --Byttneria aculeata

       • Polygalaceae --Moutabea aculeata

       • Rosaceae --Rubus sp.

       • Rutaceae --Zanthoxylum foliolosum

       • Sapindaceae --Serjania mexicana, Serjania pterarthra, Serjania unguiculata

       • Smilacaceae --Smilax sp.

       • Solanaceae --Solanum glaucescens

       • Vitaceae --Ampelopsis denudata, Cissus spinosa

4.   Modified petiole --remnant indurate base:

       •  Combretaceae --Combretum cf. decandrum

 

Rigid, down-pointing, short structures, derived from various organs that allow them to hold on to host plants.

1.    Leaflets (claw-shaped)

          • Bignoniaceae –Dolichandra unguis-cati

2.   Petiole

          • Hernandiaceae --Sparattanthelium (persistent petiole becoming woody and reflexed)

3.   Branches

        • Fabaceae --Dalbergia sp.

        • Rubiaceae --Uncaria sp.

        • Thymelaeaceae --Lophostoma

4.   Inflorescences

       • Hernandiaceae --Sparattanthelium amazonicum

 

Adhesives structures in parasitic plants, used to withdraw nutrients from host plants. In vine-like species the haustoria serve as a climbing and attaching mechanism.

• Convolvulaceae --Cuscuta americana

• Lauraceae --Cassytha filiformis

• Loranthaceae --Cladocolea, Ixocactus, Passovia, Phthirusa, Strutanthus sp., Tripodanthus