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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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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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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

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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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!

  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

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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

  • 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。

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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。

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?

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「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。

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。

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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