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頭下腳上種植的「倒頭榕」為何還能生長呢?關於榕樹和它的民俗傳說

臺北地方異聞工作室_96
・2018/02/14 ・2387字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 473 ・五年級

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  • 作者/ 青悠
    大學與研究所時候園藝與奇幻雙修,畢業後轉了個彎成為臺北地方異聞工作室成員,在妖怪中打滾的同時偶爾充當真人植物圖鑑。《唯妖論:臺灣神怪本事》和《尋妖誌》的共同作者。

之前曾經介紹過茄苳樹,講到茄苳樹常被當作神明崇拜,民間也流傳著許多與之相關的傳奇故事。但講到被崇拜的大樹,可不能不提榕樹。

榕樹應該算是大家都非常熟悉的樹種吧!其實,榕樹所屬的榕屬(Ficus)是個大家族,我們口中說的「榕樹」,指的是「正榕(Ficus microcarpa)」,葉片橢圓革質,看起來濃綠又油亮,花是特別的隱頭花序,藏在外觀像是無花果一樣的花托裡頭,授粉得要依賴一種叫做「榕果小蜂」的昆蟲來幫忙,在果實成熟的時候,經常吸引鳥群來啄食。

而榕樹最醒目的特徵,要屬那些像鬍鬚一樣的氣生根了。氣生根會從樹幹長出,協助榕樹吸收空氣中的水分,也有呼吸的作用。榕樹的氣生根多而密,若是長長了紮進土中,可能會硬化形成支持根,不僅能支撐枝幹,也使得樹冠得以向外擴張,常常一株榕樹就能拓展成一大片,最有名的例子,大概就是澎湖的通梁古榕了。

澎湖的通梁古榕位於保安宮,雖然圖中看起來像數株榕樹組成,但事實上這些都是氣根。圖/wikimedia

榕樹生命力強,在臺灣是四處可見的原生樹種,也是常見的行道樹、庭園木。而由於榕樹的木材並不適合做家具、當柴薪,因此多能逃過受砍伐的命運,長成高齡老樹──或許正是因為如此,反而容易被人當作樹神來崇拜。

總說聚陰,卻是民俗中的驅邪好物

儘管許多榕樹王公受人敬愛,老一輩的人卻也常說榕樹容易聚陰。榕樹的枝葉茂密,白日的時候遮擋陽光,人在下頭乘涼很是消暑,但夜晚的時候卻加倍地陰暗,樹蔭下顯得鬼氣森森了起來。許多人應該都曾被告誡不要太接近榕樹,或是家裡的院子及周遭不要種植榕樹,否則好兄弟在附近聚集往來,總是不太安心。

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不過,榕樹是一般人十分熟悉的民俗植物,在臺灣的許多習俗中,榕樹葉倒發揮著除穢的功用。譬如每逢端午節,許多家庭會在門口掛上一束枝葉,裡頭除了艾草葉、菖蒲葉之外,通常還會有榕樹枝。據說這些植物有驅蟲、避邪、除不淨的效果,端午懸掛可以擋煞保平安。此外,也常聽人說在去探病、掃墓,或參加喪禮前,摘三或七片榕樹葉放在身上,待行程結束後,在回程的路上把榕樹葉丟棄,如此便能將聚集其上的不潔之氣也帶走,而不會帶回家裡。

榕葉避邪也能避邪。圖/wikimedia

然而相較於樹王公、榕葉避邪這類民俗小知識,比較少人知道的是,臺灣少數地方還植有特殊的榕樹「倒頭榕」──而這「倒頭榕」,更使得榕樹染上了不少神秘、奇詭的色彩。什麼是「倒頭榕」呢?

「倒頭榕」又叫「倒栽榕」,指的是種植時,將原本該「頭上腳下」的枝條給倒過來插進土裡,以「頭下腳上」之姿所長成的榕樹。

這樣的樹究竟隱含什麼民俗意義,有多種不同的解釋:有一說,倒頭榕生長較緩慢,枝條生長的方向也較為平展,能形成較寬闊的樹冠,因此有庇蔭鄉里,守護村莊的象徵意涵;但又有一說,倒頭榕以奇特的方式栽種,其實是要敗地理,破壞該地的風水;還有一說是,地藏廟前種植屬於「陰樹」的倒頭榕,是為了要呼應廟中神明是管理陰界的地藏王菩薩。

據民間說法,栽植「倒頭榕」是違逆乾坤道理的不自然之舉,種樹者會遭受折壽的厄運懲罰,因此種植時,都是包紅包給無家累的羅漢腳,重金請他們來幫忙……。這說法聽來實在有些可怕——難道種植倒頭榕真的是這麼大逆不道的事嗎?其實這倒也未必。

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鹿港地藏王廟的老榕樹就是用倒插的方式種的,但目前主要是仰賴氣根維生。

生根茁壯的奧秘

讓我們仔細來看看吧!從倒頭榕故事中提到「將枝條插進土裡」的說法,可以知道倒頭榕是以「扦插」這個方法繁殖出來的植株。

所謂扦插,指的是截取一小段植物的部位,插進土壤或介質中,保持濕度,使其發根,而後成長成獨立植株的繁殖方法。

大多數時候是取莖段來扦插,但其實視植物種類而定,有時根或葉片也可以當作扦插的材料,是一種操作簡單,成功率也很高的繁殖方法。

圖/Hydrob@wikipedia

如果對扦插法略知一二,可能會被倒頭榕「頭下腳上倒插」的做法給搞迷糊——要知道,扦插時截下來的枝段稱作「插穗」,而插穗入土的方向非常重要,因為插穗中靠近根基部的「近基端」較容易長根,遠離根基部、靠近頂端的地方則容易抽梢長葉,這種現象稱作「極性」,和植物激素的分配與運輸方向有關。若是搞混了方向,在土裡的一端遲遲不發根;在空氣中的一端則難以抽梢,吸收水分困難的情況下,常常插穗就這樣乾枯而死了。像倒頭榕這樣的插法,按常理想,通常是很難成功才對。

──不過,倒頭榕存活下來仍是可能的。如果在扦插倒頭榕時,插穗的營養狀況良好,空氣中的水氣又充足,那麼露在空氣中的近基端便有可能發根(事實上,不只榕樹,其他種類的植物也可能發生同樣的情形)。新根受到向地性的牽引向下伸長,最終可能還是能順利長到土壤之中,開始為插穗吸收水養分。一旦水養分的供給無礙,新梢和新葉很快地便能長出,雖然因為方向不對,多半會和故事中所提到的一樣「生長緩慢」,但終歸是能慢慢地開枝散葉,努力生長了。

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總之,仔細檢視扦插過程中插穗發根的過程,倒頭榕的生長還是能以自然科學解釋,說違逆天理,也許是過於誇張了點,希望老天有德,別為這種小事折人壽命啊。而換種角度來想,儘管遭遇過逆境,發根後的倒頭榕仍展現了旺盛的生命力,開展枝葉,生長茁壯,最後長成蓊鬱茂盛的樹木,說起來,倒頭榕其實算是極具勵志意義的有福之樹呢!

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臺北地方異聞工作室_96
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妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend

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地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

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車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

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我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

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最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

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在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

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右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

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來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

延伸閱讀:
高風險? 家踩「斷層帶、地質敏感區」買房留意
「我摸到台灣的心臟!」法國地質學家安朔葉讓「池上斷層」揚名國際
百年驚奇-霧峰九二一地震教育園區|天下雜誌

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【成語科學】移花接木:「三十六計」之一竟然來自農務經驗?
張之傑_96
・2023/08/02 ・1028字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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這個成語得自園藝上的經驗,在民間流傳已久,成為「三十六計」之一,比喻暗中使用手段,以甲替換乙。明代小說家淩濛初,在其短篇小說集《二刻拍案驚奇》中,首次使用這個成語,作為其中一篇的篇目「同窗友認假作真,女秀才移花接木」。

這篇小說的大意是說,有位聞小姐女扮男裝到學校讀書,和同學魏撰之、杜子中感情最好,但心中屬意杜子中。有位景小姐卻看中女扮男裝的聞小姐。後來魏、杜二人得知聞小姐的真實身份,都想娶她。聞小姐施出移花接木之計,將景小姐介紹給魏撰之,自己和杜子中結為夫婦。

談到這裡,小朋友可能還是懵懵懂懂,那就造兩個句吧。

這篇得獎的作品已被人檢舉,是將某小說家的作品改頭換面、移花接木而成。

這張老虎照片雖是移花接木之作,但電腦合成手段高明,連專家都沒看出來。

按照往例,接下去該談談這個成語的科學意義。移花接木,指得就是嫁接。果樹因發生突變,有時結得果實特別好吃、或特別大。農民發現這樣的果樹,就會留下它的種子,希望子代結的果實和親代一樣好吃、或一樣大。如果播種後不如預期,農民還有一招,就是插枝,如果可以插活,所結的果實絕對可以「掛保證」,我們常吃的葡萄,就是用插枝繁殖的。

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插枝(扦插)技術。圖/wikimedia

然而,有些果樹插枝根本就插不活;靠播種嘛,子代結的果實不能保持親代的優良特性。薔薇科的蘋果、梨、桃、李子、櫻桃就屬於這一類。嫁接技術還沒發明前,這類果樹如有一棵結的果實特別好吃、或特別大,那麼就只有這一棵,無法衍生出很多棵。

中國人幾千年前就發明了嫁接技術。農民一旦發現某一棵果樹結的果實特別好吃、或特別大,就割下一小段枝條,接在另一棵的樹枝(砧木)上。當嫁接的枝條和砧木結為一體,「嫁」到砧木上的枝條就可以繼續生長,結出和親本一樣好吃、或一樣大的果實。

嫁接技術。圖/wikimedia

嫁接廣泛用在果樹、花卉等園藝上。美國著名人類學家戴蒙在他的名著《槍砲、病菌與鋼鐵》裡說:「這些果樹(蘋果等)得靠複雜的農業科技——嫁接,中國在農業起源不久,就發展出這項科技。」戴蒙認為,嫁接是不斷實驗的結果,絕對不是偶然的運氣。

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張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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美麗蘭花的保水秘訣,從「根」做起
活躍星系核_96
・2017/07/14 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

  • 作者/羅妙禎 |園藝暨景觀學系畢業,對大自然懷抱敬畏與好奇的心,喜歡探索新鮮事物,在意人們與這片土地之間的連結,想記錄一筆筆動人的故事。

蘭花,一直是園藝界的寵兒,像是蝴蝶蘭就是歷久不衰的明星,花色選擇多、花期長又好照顧,無論送禮或自家種植都適合!家人、朋友不僅愛從花市買蘭花回來,陽台或家中一隅只要擺上幾盆蘭花,整個空間氣質大大提升。但買回家之後問題就來了:「蘭花要怎麼澆水呀?」「好幾天才澆一次真的可以嗎?」,花店老闆大部分會說,2-3 天或更久澆一次就好。究竟為什麼姿態嬌貴的蘭花,可以不用常常澆水呢?

森林中的附生蘭之一,台灣松蘭。圖/陳兆倫

在沒有人為干擾的大自然裡,野生的蘭花們主要棲息在森林中,依據其棲息地的差異可以區分成附生蘭(如蝴蝶蘭、文心蘭、石斛蘭等)和地生蘭(如國蘭、仙履蘭等)兩大類,其中附生蘭就佔了蘭科植物的 70%。附生蘭會和其他的附生植物例如蕨類、積水鳳梨等一同附著於樹幹、岩石或其他植物上,將它們當成支撐物以便爭取到更大量的陽光。這些附生植物在森林的高處蓬勃生長,豐富了樹冠層的生態。

然而附生蘭和附生植物不像其他同類生長在土壤上,除了要面對營養鹽缺少、只能從雨水淋洗中少量且間歇地補充的困境,還有水分供給不穩定的劣勢,基本上就是依靠在別人身上還要靠天吃飯。面對這樣水分、養分供給不足的環境附生蘭該如何因應?

附生蘭經常被種植在木板、蛇木板等介質上。圖/作者提供

聽說海綿城市很夯,但蘭花早就知道了

附生蘭花能夠懸在樹上、耐受少量水分的秘訣,就隱藏在根部的組織結構裡。

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根部是植物獲得水分與營養重要的來源,大部分的植物在根的表皮上有無數的根毛,負責吸收水分的重責大任。但是蘭科植物中的根部最外層,卻是由稱為根被(velamen)的表皮特化組織所構成。成熟後的根被為一層層經歷木栓化(suberinization)的死細胞,它的作用與結構就像一層薄薄覆蓋在根上的海綿,遇到水分時可快速吸收水分且暫時貯存,並防止水分向外散失。根據解剖研究顯示,蝴蝶蘭平均具有 2-3 層的根被組織,流蘇石斛甚至具高達 10-11 層的根被呢!

以蝴蝶蘭的氣生根為例,根部外層具有一層白白肉眼可見的是根被(velamen)細胞,成熟後細胞壁木栓化成網格狀的死細胞。圖/作者提供

除了緊緊鎖住水分,根被組織對附生蘭吸收礦物質的需求也很重要。德國研究學者 Gerhard Zotz 等人解剖了 18 種附生蘭花的根部,發現不同種蘭花之間其根被層數多寡差異極大,根被占根部面積比例介於 11%-97%,而根被細胞裡的果膠物質具有保留帶電離子(如磷、鉀等植物生長必須元素)的功能,根被面積越大,吸收與保留住的營養離子就越多。

細胞之牆層層守護,避免水分流失

如果說根被是護城河,那麼再往內的根部組織--內皮層(endodermis)和外皮層(exodermis)--就是兩道長長的堡壘。當水分從根被進入後,則來到由薄壁細胞組成的倉庫--皮層(cortex),含有葉綠體,具有儲存養分、水分的功能。

在皮層的內、外分別有一圈高度特化的細胞層,稱為內皮層和外皮層,能夠避免存放在倉庫裡的水及營養離子流失。這兩層組織上,大部分的細胞具有木栓化的次生細胞壁,成熟後為死細胞,功能有如厚厚的銅牆鐵壁,是水分進出的阻礙,使水分無法順利地穿越進出,降低了水分流失的機率。

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附生蘭的橫切面解剖構造,由外向內分別有根被、外皮層、皮層、內皮層、維管束。圖/Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

而內皮層和外皮層在細胞壁加厚形式上,還演化出不同的類型,透過橫切根部觀察,呈現 U 型(開口朝內)和 O 型 2 種加厚現象,在前述解剖的 18 種附生蘭,內皮層都是呈現 O 型加厚,外皮層則依不同蘭花有 O 型(如石斛蘭、文心蘭等)或 U 型(如蝴蝶蘭)加厚。不過,學者目前尚無法推定背後演化的機制與原因。

那被堡壘狀的構造擋住的水分,該從哪兒進出呢?位在內皮層或外皮層上的通過細胞(passage cell)形體較小,而且沒有經過木栓化、具有活性細胞膜,扮演氣體流通及水分、養分橫向運輸的角色。內皮層上的通過細胞,分布位置就在木質部(xylem)的對面,正對著早成木質部(protoxylem),被認為具有降低水分運輸阻力、縮短路徑、幫助營養離子更快速地主動運輸進入木質部的功用。

以蝴蝶蘭根部為例,具有內皮層 O 型加厚(左圖)和外皮層具 U 型加厚缺口向內(右圖)的木質化細胞,而水分及養分會經由通過細胞向木質部運送。圖/作者提供

無論是具加厚現象的細胞或是通過細胞,皆在附生蘭皮層裡外各自堅守要職,一方面避免水分流失、蒸散,一方面控制水分與養分能最有效率地運輸至植物的維管束、供給地上部的需求,顯現出附生蘭根部細胞高度演化的特點。

光是分析解剖構造,或許你還是會懷疑:蘭花的吸水功能真的有解剖學家說的那麼神嗎?科學家透過實際上的吸水試驗,發現 10 種以上的附生蘭氣生根(懸在空氣中的不定根)在短短 15 秒內即能快速吸水、達到飽和的狀態,水分流失的速度的速度非常慢,吸收 50% 水分的效率比流失 50% 水分足足快了 200 倍,充分展示了生長在樹上的附生蘭對於水分利用的驚人效率。

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附生蘭的保水秘訣,還不只這些

綜合以上,無論是根被組織,或是內皮層及外皮層上的木質化細胞、通過細胞,在長期演化下已與環境及自身生理機制配合得天衣無縫。水分從接觸根被組織即快速被吸收,然後一層層被木質化的細胞壁困住,防堵蒸散流失,並保留住帶電離子,將水分及養分有效率地往內部運輸,讓附生蘭在貧瘠的環境裡順利地生存下來。

其實,蘭花面對水分逆境的機制還不只這些,有些蘭花還有肥厚的葉片、假球莖等構造可以儲存水分,或是有些附生性植物具有毛茸(trichome)、葉杯等特殊構造。植物雖然不會動,但仍從自身結構演化出特殊的機制去適應環境,讓自己在相對惡劣的環境下不僅生存下來而綻放出美麗的花。

人家常說「澆水學問大」,植物吸收水分、養分的機制,仍有具有許多有趣的現象等著我們去發掘呢!

參考資料

  1. Zotz, G. and U. Winkler. Aerial roots of epiphytic orchids: the velamen radicum and its role in water and nutrient uptake. (2013) OECOLOGIA, doi: 10.1007/s00442-012-2575-6. 
  2. Joca, T. A. C, D. C. Oliveira, G. Zotz, U. Winkler, A. S. F. P. Moreira. The velamen of epiphytic orchids: Variation in structure and correlations with nutrient absorption. (2017) FLORA, doi: 10.1016/j.flora.2017.03.009
  3. Zotz Gerhard. Plants on Plants – The Biology of Vascular Epiphytes. (2016) Fascinating Life Sciences. ISBN 978-3-319-39237-0
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia