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種子的樂透之旅──《爬樹的女人》

時報出版_96
・2016/05/25 ・5016字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

文/Margaret D.Lowman

過五關得大獎的種子之旅

雖然我們認為樹冠上的各種變化,大多數都是高高在上,但是森林地表可是生命力萌發的地方。有多少種子是經過不可思議的勝算後,才得以自地面往上長成今日的大樹。在森林的地表,隱藏著這世界上規模最大的樂透彩。每一種有樹冠層的樹種,從種子、幼苗、樹苗、幼樹、到前生樹更新的每一個階段,都會參與樂透競賽,但成功率幾乎微乎其微,只要有點數學頭腦的賭客都不會參加的。據估計,一公頃的雨林每年約有十五萬顆種子發芽,然而只有不到百分之一的幼苗能夠長成大樹。

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種子能夠好好成長,猶如中樂透一般難能可貴。圖/Sergey@flickr

我們的雨林樣區,平均每公頃有七百四十八棵大樹(及胸處的樹幹直徑超過十公分),不過有時候一季可能就有兩千多棵種子發芽。種子有沒有辦法增加自己在這個生態賭盤裡的勝算呢?如果可以的話,又是什麼因素讓贏家勝出,順利長成大樹呢?

在這場樂透中,種子首先得落到森林地表,或是土壤縫隙裡,才有機會發芽。從樹頂結實之處,一路到地面,那可是得穿過繁複的樹枝和層層樹葉,旅程非常險峻。如果種子成功到達地面,但沒有落在適合立刻發芽的環境,就得趕緊加入種子庫的行列(也就是在土壤裡保持完好無缺、未腐爛,也沒被生物吃掉),等到日後再發芽。

種子樂透跟小孩子愛玩的電玩很像,必須要經過層層關卡、過關斬將之後才可以贏得最後勝利。就像任天堂的超級瑪利歐,會不斷遇到障礙,循著不同的路徑,以躲避死亡陷阱。從樹冠頂端出發的種子們,也必須過已下這五關,才有辦法成功獲得「大獎」:

一、安全降落到森林地面。

二、成功發芽。

三、撐過幼苗(或子葉)階段,拿到前期更新的門票。

四、在樹冠的林蔭底下,繼續處於壓抑的狀態,不斷儲存能量,在冠下層發育成樹(對多數存活下來的樹木而言,這個階段已經是最終的目標了)。

五、最後,因為某個契機獲得大量的陽光,從壓抑狀態中釋放,一路長到樹冠上層,變成大樹。

長成大樹的奇蹟

能夠在林蔭底下發育成樹苗,並持續生存的樹種,稱為耐陰性樹種。根據我們的紀錄,有些耐陰樹種的種子已經在雨林生長三十五年了,卻還是只維持五吋高(約十三公分)。我認為,種子能夠在陰暗的森林地表生存,持續等待孔隙的出現,這種能力根本是植物界的奇蹟。

反過來說,沒有辦法在林蔭底下存活的樹種就稱為不耐陰性樹種,這種種子在陰暗的地表根本沒辦法發芽,但如果落在陽光充足的地點,發芽的速度便會非常地快。不耐陰性樹種常常被稱做「先驅種」或是「拓殖種」,因為它們有辦法在發生干擾後的裸露地上,耐受充足的陽光、順利發芽成長。不過,經過一段時間,耐陰種在林冠下層開始萌發後,通常先驅種就會將之取代。在樹冠層的下一代發展出新的變種,這就是所謂的演替

森林樂透的第一個階段,就是種子從樹冠頂層到達森林地表的過程。這階段看起來很簡單,不過就是種子利用地心引力,從果子結實的地方,飄落到地表準備發芽。但是這一趟旅程可說是危險重重。也因為如此,大樹們早就已經發展出各種新奇的方式,確保種子旅途安全。每個樹種的種子其大小重量、型態、播種的季節,以及吸引傳播者的方式都不同,就連保護珍貴種子落到地面所分泌的化學物質也不同。

花朵和果實幾乎都生長在活動最茂盛的樹冠層。不過,自然界總是有美妙的例外,例如有種叫做幹生花的植物,就是在樹枝和樹幹上結果的。因為幹生花對早期的探險家來說實在是太罕見了,因此一七五二年一位瑞典植物學家奧斯貝克到爪哇島時第一次發現這種無葉的寄生物時,還以為自己發現新種。他寫道:「這種不到手指長度的小型藥草植物長在樹幹上,非常稀有,之前根本沒人看過。」幹生花並不常見,比較有名的包括澳洲的蔓生金銀花、南非的可可樹、中美洲的砲彈樹等。我的學生不論大人還是小孩,都非常喜歡觀察幹生花,並討論著它們像不像長在樹幹上的花椰菜。

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幹生花會直接在樹幹上結果。圖/wikipedia

另外,「種子雨」指的就是種子從樹冠層落到地面。溫帶樹種每年都會固定開花結果,每年秋天橡樹會結滿橡果,春天楓樹則會不斷地灑下翅果,成為溫帶地區的孩子在走路上學途中,源源不絕的玩具直升機。

然而在熱帶地區就不是這麼一回事了,種子什麼時候要落下很難預測。到現在,生物學家對於許多雨林冠層樹種開花結果的季節模式,還是一知半解。研究植物物候學需要好多年的觀察,有些樹種的繁殖物候非常特別,讓科學家驚喜之餘,也進一步促進了其他樹種的保育工作。

譬如說南極山毛櫸為大年結實的樹種,每五年山毛櫸的樹冠就會開花結果,寒溫帶森林裡便下起了種子雨。而大年結實那年的氣候條件則是山毛櫸種子發芽的關鍵。也因為這種特別的模式,中間沒有結實的年份並不代表山毛櫸的數量正在減少。

我一開始在研究南極山毛櫸時,花了很多時間在澳洲高山雨林裡的山毛櫸底下尋找幼苗,卻徒勞無功。費了多年功夫在山毛櫸樹下數千平方公尺的森林地表勘察,就只找到兩株山毛櫸種苗,而且兩株都是長在倒掉的木羊齒上。木羊齒粗糙的表面,為種子提供了發芽的環境,而且倒掉的樹幹就像海綿一樣,比土壤還濕潤。一開始,我還有點擔心森林裡都沒有山毛櫸的種子,但是二、三十年沒有種子發芽,對可以活上好幾千年的樹來說,似乎並不是什麼大事情。除此之外,山毛櫸的樹幹或是倒掉的山毛櫸也會萌發枝條(或是樹芽),看來這種樹要延續下一代,根本不成問題。

為什麼山毛櫸這種樹,會演化成大年結實呢?每年都結實的話風險不是比較小嗎?答案不只是產出多少顆種子那麼簡單。生物學家發現,如果種子的生產時間沒有規律,這樣的種子比較能夠躲過捕食者的侵害。如果再以能量利用的角度來看,每年都結實的話相當耗能,如此會用掉本來可以幫助長葉或是行光合作用的能量。

三十五年的樹苗觀察記錄

就像青少年的體型有高矮胖瘦的差異,樹的種子也有各種大小不同。如果被中美洲砲彈樹的種子砸到,可能會有生命危險;但也有其他熱帶樹種,如巨大的螫人樹,種子迷你到可以靠風來傳播。種子的大小也是很複雜的屬性,母樹在製造大種子時,消耗的能量雖多,然而每顆種子的存活率卻會因此提高。相反地,生產小顆種子比較不會耗費母樹的能量,但種子掉到森林地表後,也沒有提供可以使用的儲備能量,幫助它們在森林地表上站穩腳步。

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砲彈樹也為幹生花,其果實十分堅硬。圖/wikipedia

小種子會發展出子葉(發芽後長出的第一對葉子),在森林的地表上既脆弱又迷你,它們通常是以風為傳播的媒介,因此分布既廣泛且隨機。許多樹種的小種子都會在陽光和水氣都充足的孔隙間發芽,因為種子本身沒有食物庫存,所以得等到條件都備齊了才能生根發芽。

那到底是大種子好還是小種子好呢?整體來說,並沒有所謂的好壞,因為在不同環境之下,大小種子各有自己的優勢。在澳洲雨林的地表上,黑豆樹丹絨樹的大型種子,掉在自己的母樹底下,原本的樹冠層就會逐漸被新生的樹種給取代。換句話說,即新生的同種樹,取代了自己的母樹。有些樹種,像是賽赤楠,豐滿紅豔的果實十分吸引鳥類或是小型哺乳類,因此種子就不會直接落在母樹底下,而是被這些動物帶到森林其他地方。其他更迷你的種子,則是成千上百地乘著風四處傳播。

雨林裡的果實有各種顏色,像是紫色、紅色、橘色、檸檬黃、鮮紅色、白色、黑色、紫紅色、粉紅色、緋紅色、桃紅色,還有許多深淺濃淡的色澤變化。如此鮮豔的顏色為的就是要吸引吃愛果肉的鸚鵡或是其他捕食者,被吃掉的種子進入消化道後會隨著排泄物排出,動物就成了播種者。裸眼鸝就是個很棒的例子,牠們在不同樹冠休息時,會順勢排便在樹杈間。

榕樹會在樹冠頂端發芽,根則開始向下長,直到碰到地面,和一般由下往上長的植物大相逕庭,這種生長模式被稱為「半附生」。生長的初期會以附生植物(空中植物)的形式成長,最後向下生根到達森林地表。榕樹這種由上至下的生長方式,不僅是森林中罕見的特例,我認為這也是歷經不斷演化後最成功的生存方式。如果可以的話,我真想回到十萬年前看看這片雨林!我猜,以如此聰明的方式爭奪陽光、由上至下紮根,榕樹未來一定是森林中的霸主。

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榕樹已半附生的機制,為自己在森林中掙到了一席之地。圖/Romana@flickr

榕樹不僅有自己一套特殊的生存手段,穩固自己在樹冠的一席之地,它們之所以可以繼續生長,也全都靠絞殺宿主樹的能力。一旦它們的根部向下紮進泥土裡,就會開始以攀抱、纏繞等方式,不斷壓迫宿主樹,直至宿主樹死亡、腐爛為止。許多絞殺榕的中間都是空心的,那是因為最初的宿主樹已經腐爛,徒留絞殺榕繼續攀附著空殼成長。

鉅細靡遺的調查

在森林地表研究樹苗時,有件非常累人且需不斷重複的工作,我們這群研究生態樂透的人,把這個工作叫做「匍匐前進」。不過我這個人向來比較樂觀,我把研究樹苗時頻繁地或站或坐或蹲,當作是在上有氧運動課,而且還是不用收錢的呢。

我們花了很多時間,在森林地底上爬行,就是為了尋找、辨識、標記雨林裡的樹苗。這項任務是為了測量我們樣區裡,所有樹種的種子分布狀態以及數量,並在往後數年能持續追蹤。哪些死掉了?哪些減少了?哪些種子發芽了卻無法繼續堅持下去?哪些種子努力求生存卻仍未長大?最後茁壯成樹,加入樹冠層行列的又有哪些?這項工作需要很長的作業時間,也需要很大的耐心去比對非常非常多的迷你個體。

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研究人員耗費許多心力,只為了調查一株株小幼苗的成長。圖/pixabay

我們用的是永久的鋁製生態標籤(數量已經高達六萬多個),並採用森林地表的網格系統來測繪製新樹苗的位置,並檢查編過號的舊樹苗。這項工程非常浩大,但是卻讓我們培養出堅定的革命情誼。

我們真的是以龜速在地上爬行,匍匐三十呎後,累了就停下來吃Oreo餅乾或是薄荷糖(這是澳洲人很喜歡的糖果)。因為這項工作必須聚精會神,我的同事有一次居然認真到連水蛭爬到眼睛裡都不知道。我們後來還必須帶他去醫院讓醫生把水蛭弄出來,因為那隻水蛭早就飽餐一頓,胖到爬不出他的眼球。

每年樹苗團隊都會在澳洲勘查四公頃的雨林,經過三十五年後,我們發現不論是種子雨、樹苗發芽,還是熱帶樹種的生長,差異都非常大。大年結實、每年結實,又或是由季節雨、或強光等環境條件引發的種子雨,不管是哪一種結實型態,都是相鄰樹種最成功的生產模式。

有些成年的樹種,在我們觀察的三十五年裡都不曾開花結果。譬如說合蕊林仙屬加勒比海紅木白木蘭屬等樹種,在我們的紀錄中都已經是成年的樹株,但是卻沒有結實的現象。我們猜測,這類的樹種不常開花,或許每五十年、甚至更久才開一次花;又或者,微妙的氣候導致這些樹無法育種。只有繼續耐心的觀察,森林樂透才有被摸透的一天。

自從我進行樹苗研究後,對森林的看法變完全改觀。每個樹種在這幾十年的光陰裡都有其特質。我超怕檫樹下起種子雨,因為這些幼苗成千上百、密密麻麻的。每次看到新的藤蔓,我便會起躊躇不已(因為很難辨識)如果發現罕見的貝殼杉,還有齒狀子葉非常好認的美洲山椒,我都開心得不得了。樹苗的外觀和生長模式不盡相同,但都令人驚艷,其生態習性也都十分獨特。


時報-爬樹的女人-立體書

 

 

 

瑪格麗特‧羅曼懷抱對科學研究的滿腔熱情在田野調查界打拼,不但開啟女性研究熱帶樹冠層的新里程,更被譽為樹冠生態學的拓荒者。隨著本書,我們一窺作者三十多年來投身樹冠研究的有趣經歷,一位不甘於平凡女性的故事。《爬樹的女人》,時報出版

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時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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草莓是果實還是種子?又或者……以上皆非?——「112年會考自然科考題」
椀濘_96
・2023/09/22 ・858字 ・閱讀時間約 1 分鐘

112 會考甫結束,自然考科中有題非常令人印象深刻……。

自然科第 35 題。圖/國立臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中心

原來我們吃的草莓不是以為的「果實」,那個紅紅的果肉是其實是草莓的花托,而上面黑色的點點也不是「種子」,而是果實本人!至於真正的種子呢?當然是在那些黑黑的果實裡啦~

這似乎顛覆我們的印象,以為日常生活中所吃的水果果肉就是植物的果實,究竟這當中又藏著什麼奧秘呢?若想進一步完整理解草莓,就得從果實的構造及分類說起。

果實為被子植物的生殖器官之一,當雌蕊中的胚珠完成受精作用後,子房便逐漸發育為果實,胚珠則發育成種子。有些植物的花托、苞片、花萼等構造會與子房外壁癒合,並隨之生長而膨大,成為果實的一部分;例如這次的主角——草莓。

接著我們談談果實的分類。可依據發育、構造、型態的不同,分為:橘子的「柑果」、水蜜桃為「核果」、杏仁屬於「堅果」等等,至於草莓則被歸類在「瘦果」及「聚合果」。

花的解剖構造。圖/維基百科

現在我們要先將草莓紅紅的果肉剔除,只剩下單獨一粒粒黑黑小小的果實。「瘦果」(achene)顧名思義,型態硬而細小,其內僅有一粒種子,除了草莓外,常見的如愛玉子、向日葵的瓜子。

屬於「聚合果」(又稱「聚心皮果」,為複合果實的一種)的植物則是一朵花中有多個(兩個以上)離生的雌蕊,花的萼片(花萼)、花托一同參與了果實的發育,最終膨大癒合形成肉質果肉;另外,其果實被分類在聚合果的植物,常見的有釋迦、覆盆莓。

其實除了草莓還有許多我們意想不到,所吃的水果果肉並非單單只有果實本人,例如鳳梨、桑葚、香蕉、無花果……等等;它們也都和草莓一樣,由於果實發育的方式,所造就了如此特別、豐富型態,等著我們一一去認識!

椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)

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分析 2400 年前的「酸沼鞣屍」:圖倫男子的最後一餐與死因有何關聯?
ntucase_96
・2021/11/22 ・2750字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 編譯/江柏毅

本文轉載自 CASE 報科學 《酸沼鞣屍——圖倫男子的最後一餐

請注意,本文包含人類遺骸的圖像。

圖倫男子是 1950 年發現於丹麥的酸沼鞣屍,年代距今約 2400 年,過去研究顯示這名男性死前 12 至 24 小時曾經食用過粥。新近的腸道分析顯示他的飲食內容包含大麥、亞麻子、野草種子和一些魚,從碳化物質推斷這碗粥可能還稍微煮焦了。研究也顯示圖倫男子體內有絛蟲和其他腸道寄生蟲,可能與生食和不乾淨的飲水有關。他的死因不詳,從頸部的革索判斷可能是遭到絞殺,為獻祭下的犧牲。

圖/Creative Commons (已做處理,欲看原圖請點此)

北歐酸沼鞣屍的保存關鍵:高緯度、厭氧、低溫

泥炭(peat)是沼澤形成過程的產物之一,主要來源是泥炭苔(Peat Moss)、泥炭蘚(Sphagnum)或其他有機物。這些有機物質死亡後沉積於沼澤底部,因潮濕且偏酸性的環境而無法完全腐敗分解,便形成所謂的泥炭層。有機物質分解的程度主要是視其組成成分與浸水程度來決定,通常在較潮濕的地方泥炭層的形成比較快,有機物的分解度比較低。在雨量較高的寒冷高地,如充滿泥炭蘚的歐洲北部,泥炭層往往形成面積廣大的酸沼(bog)地貌。

酸沼,酸性泥炭沼澤;為酸性泥炭與死亡植物所積累的濕地。圖/維基百科

高緯度地區的酸沼由於厭氧和低溫特點,有利於有機物質的存留,而泥炭蘚腐敗後轉化而來的腐植酸(humic acids)也能夠抑制微生物生長,將生物的皮膚、軟骨、肌腱、指甲等部位鞣製(tanning)成古銅色保留下來。歐洲北部大面積的酸沼地帶目前發現有近 2000 具的人類遺骸,稱之為酸沼鞣屍(bog body),他們的軟組織大多保存良好,但骨骼因酸性環境,大多已不存在。目前大約有一百多具鞣屍經碳十四進行測年,所屬年代主要分布在公元前 1000 至公元後 250 年之間(跨歐洲的青銅時代晚期、鐵器時代與羅馬時期),而集中於鐵器時代與羅馬時期。丹麥日德蘭半島所發現的圖倫男子(Tullund Man)是其中較為著名的一具,年代距今約 2400 年,屬斯堪地納維亞的前羅馬鐵器時代。

 在西北歐濕地發現上千具鐵器時代人類遺骸。圖/The last meal of Tollund Man: new analyses of his gut content|《Antiquity

圖倫男子的研究分析

圖倫男子是在 1950 年工人挖掘泥炭時意外發現,死亡年齡大約是 40 歲。由於其身體及大部分器官並沒有腐化消失,發現時一度被認為是最近凶殺案的受害者。被發現時身體呈嬰兒胚胎般的蜷曲姿勢,除了頭上由羊皮製成的尖頭毛帽和腰間的皮革腰帶以外全身赤裸,頸部則纏繞著可能是用來絞殺他的皮製絞索。他的面容安詳,應是死後被刻意放置於酸沼中。至於他被絞殺的原因不詳,可能與儀式性獻祭、處刑有關(目前仍有爭議)。歐洲北部上千具的鞣屍的死因不盡相同,較高比例的現象顯示死者身上多有輕微殘疾,如脊椎彎曲、多一根手指、營養不足所導致的發育不良、斷肢外傷、疾病所導致的體態異常等。

圖倫男子(Tullund Man) 面容安詳,頭部保存得相當完好。圖/維基百科 (已做處裡,欲看原圖點此)

研究人員在發現之初曾對圖倫男子的胃部和消化道進行檢驗,了解到這名男子在死前 12 至 24 小時曾吃過最後一餐,且可能是內含燕麥、大麥、野生植物種子(包含早苗蓼 pale persicaria 、卷莖蓼 black bindweed、野生堇菜、亞麻、藜、大爪草 corn spurrey 和亞麻薺 gold-of-pleasure 等,約有 40 種)的粥。最新由丹麥席克爾堡博物館(Museum Silkeborg)、丹麥國家博物館、歐胡斯博物館(Moesgaard Museum)和奧胡斯大學(Aarhus University)研究人員所組成的團隊進一步分析他的腸道,顯示他所食用的粥由大麥、亞麻籽、野生種子(包含早苗蓼、野生蕎麥、亞麻薺、藜、大爪草、黃鼬瓣花和野生菫菜)和一些魚煮成,另外還含有一些沙。從微小的炭化碎片可知,粥是以陶製鍋具烹煮,而且稍微煮焦了。

A)大麥;B)早苗蓼;C)大麥軸段;D)亞麻;E) 卷莖蓼;F)藜;G)沙;H)黃鼬瓣花;I)亞麻薺;J)大爪草;K)野生堇菜。圖/The last meal of Tollund Man: new analyses of his gut content|《Antiquity

根據過去對 12 具歐洲鐵器時代酸沼鞣屍的分析,這是相當標準的一餐。這些受害者的餐食以穀物為主,有時還有肉和莓果。至於上述內容是否為當時的典型飲食,研究者難以下定論,因為目前歐洲鐵器時代的飲食資料大多來自這些保存良好的酸沼鞣屍,而當時處理遺體的主要方式為火葬。研究團隊也檢視了圖倫男子是否死前曾吃下任何特殊物質,諸如迷幻藥或其他麻醉劑、止痛劑,但最終並沒有找到。腸道內含物分析也顯示他的體內有寄生蟲卵,主要是絛蟲和線蟲,很可能與飲食中包含生肉、未完全煮熟的肉品,或不乾淨的井水有關。上述研究目前已發表於《Antiquity》期刊。

關於圖倫男子的研究已發表於《Antiquity》期刊。圖/ The last meal of Tollund Man: new analyses of his gut content|《Antiquity

糧食短缺、環境惡化、活人獻祭

研究團隊主持人,席克爾堡博物館科學家 Nina Nielsen 表示, 許多酸沼鞣屍的最後一餐都有相似處,且可能具有儀式性意義。數具酸沼鞣屍腹中都有野草種子與脫粒殘渣,其中最引人注目的是早苗蓼。這些野生種子可能反映了當時可能有飢荒危機,這些種子是在糧食短缺的狀況下被刻意加入替代正常飲食的。許多歐洲北部發現的酸沼鞣屍骨骼上都發現有營養不良或疾病所導致的"Harris lines"。 伯明罕大學考古學教授 Henry Chapman 認為,歐洲北部的酸沼地貌可能也掌握著了解這些酸沼鞣屍出現的關鍵。由於當時的酸沼環境顯示氣候正逐漸變濕惡化,反映農地的流失,當地人群可能因環境惡化而逐漸發展出以活人獻祭的習俗。

參考資料

  1. 2021 07. 22 Bob Yirka, Most detailed study to date of gut contents of Tollund Man, Phys.org 網站
  2. 2021 07. 21 Elizabeth Djinis, Last meal of sacrificial bog body was surprisingly unsurprising, researchers say: A new study of Denmark’s Tollund Man reveals what he ate—and, more importantly, didn’t eat—before his murder 2,400 years ago. National Geographic 網
  3. 2001 Andrew T. Chamberlain & Michael Parker Pearson, Earthly Remains: The history and science of preserved human bodies, pp. 50-54. London: The British Museum Press.
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ntucase_96
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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。

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【Gene思書齋】種子的大勝利
Gene Ng_96
・2016/09/06 ・3413字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 467 ・五年級

索爾.漢森(Thor Hanson)是位優異的科普作家,他的《羽的奇蹟》Feathers: The Evolution of a Natural Miracle)把羽毛在鳥類和人類的功能談得非常風趣(請參見〈鳥羽之美:台灣版《羽的奇蹟》〉〈鳥羽之美:鳥為何有多彩多姿的羽毛?〉),但他不算是鳥類學家哦,他更專精的是植物生態學,他有植物學碩士學位,而唸博士時則有一部分是在研究雨林樹木的種子。可是他居然還沒寫本有關種子的書,直到他兒子牙牙學語時,把SEED(種子)發成了HEED(注意),才讓他重新思索了種子。

pexels-photo

索爾.漢森在《種子的勝利:穀類、堅果、果仁、豆類、核籽如何征服植物王國,形塑人類歷史》The Triumph of Seeds: How Grains, Nuts, Kernels, Pulses, and Pips Conquered the Plant Kingdom and Shaped Human History)的妙筆生花,讓我們認識到種子這玩意兒的發明,是多麼了不起的演化大創新,讓種子植物在陸地上開枝散葉地繁衍生息;形形色色的種子突破了五花八門的難關,不僅為世界增添了多彩多姿的趣味,也滋養和孕育了我們的身體及文明,不啻是整個生命界的大勝利!

雖然漢森的博士論文研究雨林樹木的種子,但種子的學問實在太博大精深了,所以他還是四處請教專家,還有弄了各種種子在他家後院做了實驗,他也參加了研討會,去見識一下遠古的森林,《種子的勝利》是他探索種子的自然史和文化史的遊記。

不管樹木有多巨大,全都是來自一顆顆小小的種子。《種子的勝利》並非要探討種子如何長成大樹,像逆流而上的魚一樣來勵志一下,《種子的勝利》要談的就是種子本身!漢森在《種子的勝利》探討了種子的五力——滋養力、統合力、耐受力、防衛力、移動力。雖然只是列舉了種子各種能力的冰山一角,但卻不斷在每一章中富含令人嘖嘖稱奇的故事。

   

無所不在的種子

原來種子的原力無所不在,我們文明的發展其實就是建立在各種各樣種子的利用上。種子,其實不是生來給人類食用的,它們是植物為了後代而準備的便當,目的無非是為了傳宗接代,在地球上生生不息。有些植物是用糖類如澱粉為主製作便當,可是有些卻用油脂,有些還有大量蛋白質,為何會有不同選擇,植物學家也還未完全瞭解。巧妙的是,這些帶著便當的嬰兒,能夠知道什麼時候是吃便當的最佳時機,有些便當甚至能夠永保千年不朽。為了不讓便當被動物輕易吃掉,各種各樣有趣的便當盒也演化而出,讓漢森為了打開其中一些,要抄傢伙大費周章。

要保護便當,種子不僅只能演化出堅硬的便當盒,也可能演化出各種化學防禦機制,讓吃下去的動物成為天然肥料,或者讓牠們生不如死。種子要面對的敵人當然還不止是動物,還有真菌和其他植物,事實上這世界真的沒有永遠的敵人,也沒有永遠的朋友,有些動物吃了果肉,反而幫助了種子傳播。有趣的是,有些防禦性化學物質,在低劑量時,反而能讓人愉悅,例如大量的香料,還有咖啡等等。

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種子決定了人類的文明。當初就是有人為了吃種子,把種子播到了田裡,經過好幾個月的照料和等待後,能夠收割種子然後週而復始,於是我們的祖先就定居了。我們以為人類馴化的作物,篩選出再肥美的種子去播種,還改良出了形形色色的品種。可是,其實有可能是那些穀物馴化了人類,讓原本是雜草的它們,在一望無際的農田中繁衍,人類還會為它們除去競爭對手和天敵。進入農耕,我們的祖先的食物種類反而變少了,營養也沒變好(請參見〈潘朵拉的種子之代價〉),反而是我們的社會太養尊處優了,乾旱或穀物短缺時期還造成了羅馬帝國的殞落到法國大革命。

我們人類雖然培育出了各種各樣的種子,可是我們反而食用愈來愈少品種的糧食。我在美國唸博士班時在老闆家轟趴,問老闆怎麼都從不作俄國菜,他回答說因為美國的麵粉和馬鈴薯和俄國完全不同,作不出俄國菜,我才驚覺原來連小麥都有品種之差XD。為了保存寶貴的遺傳資源,各國也興建了種子銀行,漢森參觀了美國農業部的種子銀行。全球最大的種子銀行是挪威的斯瓦爾巴全球種子庫(Svalbard International Seed Vault,Svalbard globale frøhvelv),關於種子銀行和種子的其他面向,可以參考《種子哪裡來?》An Orchard Invisible: A Natural History of Seeds)(請參見〈隱形果園中的種子哪裡來?〉)。

想當年,就是為了尋找肉豆蔻與胡椒這些種子,就促成了地理大發現,哥倫布到死都可能還沒搞清楚他發現了新大陸吧。雖然沒有發現他原本要抵達的亞洲,但從美洲帶回的種子,玉米、馬鈴薯、橡膠、辣椒、可可、菸草、花生、蕃茄、番石榴、木薯、木瓜、向日葵、番薯、四季豆、腰果、胡桃、香草(請參見〈改變世界歷史並扭轉近代文明的六種植物〉),卻深深改變了歐亞的文明,今天有人能想像沒有辣椒的印度菜、泰國菜、馬來菜、川菜湘菜和韓國菜嗎?

咖啡:提神的風味

不過哥倫布大交換也非單向的,帶到美洲的咖啡豆,也改變了中南美洲的農業經濟。咖啡在歐洲的流行,讓泡在咖啡館裡的歐洲人能點燃啟蒙革命。漢森現居的城市西雅圖,就是美國咖啡文化之都,著名的星巴克就是在那起家。漢森為了撰寫《種子的勝利》,到了一家稱作石板的咖啡廳去朝聖,試喝各種風味的咖啡;維也納則是歐洲最早流行喝咖啡的城市,上回到維也納時,也不免俗地去了中央咖啡館朝聖。中央咖啡館(Café Central)開業於 1860 年,在 19 世紀後期成為維也納知識階層重要的聚會地點。「我不在家,就在咖啡館,我不在咖啡館,就在前往咖啡館的路上」是詩人彼得‧艾頓柏格(Peter Altenberg,859–1919)的名句,其中的咖啡館就是指中央咖啡館。

中央咖啡館。

可可豆:戀愛的感覺

讓人提神又嗜飲的,還不只是咖啡的種子,還有可可的種子,不僅做成了飲料,也製作成了各種甜點,讓人每吃一口,都能讓腦袋發出愉悅的歡呼。可可樹每個果實中大約可得到 20-25 粒可可豆。可可豆可經加工處理,成為可可餅、可可粉、可可脂等重要食物原料,能夠製作各種巧克力,給人戀愛的感覺XD

棉花籽:南美的歷史傷痕

除了吃喝,棉花也改變了許多國家的命運。當年印度因棉布紡織業而富強,但也因為英國人的各項發明,讓一粒粒的棉花籽竟為工業革命揭開了序幕,結果成本大大比印度還低,打擊了印度經濟後,英國佔領印度成為日不落帝國的殖民地。種殖棉花,讓南方老美發了,但也讓許多非洲奴隸從此離家背景生活水深火熱。美國南北方的矛盾,也造成了上百萬生命的犧牲,還有難以抹滅的歷史傷痕。棉花種子為了隨風傳播而長出的棉絮,在工業革命後,改變了全球各地的服裝,不管是什麼文化背景。幾乎都穿起西式的服裝。

蓖麻籽:致死毒素

種子對人類不是只有滋養而已,1978 年 9 月 7 日,保加利亞異議人士喬治.馬可夫(Georgi Markov,1929-1978)在英國倫敦被人用雨傘刺了一下,由於雨傘尖端藏有包覆蓖麻毒的子彈,且其中含有約 0.45 毫克的毒素,因此使馬可夫中毒,並於三天後身亡。他的死因是在驗屍之後才為人所知,可能的兇手是保加利亞的秘密警察,而毒素可能來自 KGB 的支援。那是從蓖麻籽萃取出來的, 幾乎對所有的真核細胞都具有殺傷作用,能迅速致人於死。

最後《種子的勝利》以基改作物作結。基改作物在台灣引起許多環保團體的質疑,可是我們科學家在實驗室玩基改各種生物已經有超過卅年的歷史了,像是第一型糖尿病病人使用的胰島素,就是基改產品。可是為何基改種子才引起這麼大的爭議,我們可以接受天天滑智慧手機上網,天天吃著化工食品,卻無法接受種子裡有一兩個原本不屬於該物種的基因,是否是因為我們和種子有很深厚的文化連結?

無論你從前關注種子與否,《種子的勝利》能否讓你重新認識我們的世界,讓你讚嘆種子的種種奇妙!

本文原刊登於The Sky of Gene

Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋