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指紋不只洩漏你是誰，還洩漏你是否吸食古柯鹼（cocaine）

過去要檢驗嫌疑犯是否吸食毒品，大概就是驗尿、驗頭髮了。

最近英國薩里大學（University of Surrey）的研究團隊開發出以MALDI-IMS-MS/MS技術（離子遷移串聯質譜）來分析嫌犯留在杯子上的指紋，從中找到了古柯鹼的代謝物苯甲酰（benzoylecgonine）與methylecgonine，以及古柯鹼。

苯甲酰。圖片來源：wiki

由於準確度相當高，未來若這個測試使用的儀器可以開發為攜帶型機種，相信可以提供警方更大的幫助。

圖片來源：wiki

未來嫌犯到警察局，警察想要了解他是否有吸毒，可能只要倒一杯水給他喝就可以採到樣本了喔！

參考文獻：

Melanie J. Bailey et. al. 2015. Rapid detection of cocaine, benzoylecgonine and methylecgonine in fingerprints using surface mass spectrometry. Analyst. DOI: 10.1039/C5AN00112A
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為什麼「種豆南山下，草盛豆苗稀」？

陶淵明在「歸園田居」詩中，曾經提到「種豆南山下，草盛豆苗稀」。這首詩大家都很熟了，也是很受歡迎的國文教材，但是，有多少人認真去想為什麼「草盛豆苗稀」呢？難道只是因為陶淵明不會種田嗎？

雖然根據歷史的記載，「歸園田居」可能真的就是在他剛隱居的時候寫的（1）；而在那時候，可能他的耕種技術也的確是還有待提升；不過筆者卻認為，從生物學的角度來看，「草盛豆苗稀」也不全是耕種技術的問題。

首先，我們來看一下氣候。陶淵明隱居的地點在潯陽柴桑，也就是現在的江西省九江市星子縣。當地是北緯29.44度，在北回歸線以北，屬於濕潤型亞熱帶氣候（2），1971-2000的年平均溫度為攝氏17.03度，每年四月就不再有攝氏零度以下的低溫（3）。雖然還是比臺灣偏北（台北市是北緯25.02度），大致上還是屬於溫和的氣候，植物的種類應該也不會相差太多。即使考慮近年來全球暖化的問題，應該也不會超過攝氏一度（4）。

在亞熱帶的台灣，夏天通常並不是植物茂盛生長的時期。為什麼呢？因為世界上90%的陸生植物是C3植物，這些植物在氣溫超過攝氏30度時，會因為光呼吸作用（photorespiration）造成水分的消耗大量上昇。C3植物（如大豆）在攝氏30度時，每抓一個二氧化碳分子就要消耗833個水（5），於是植物的生長速度就開始變慢。

不過，並不是所有的植物在夏天時生長速度都會變慢唷！有些植物，如玉米、甘蔗等，反而在夏天時長得特別好。為什麼呢？

原來玉米與甘蔗是所謂的C4植物，它們既耐熱又耐旱，跟C3植物比較起來，在攝氏30度時C4植物每抓一個二氧化碳的分子只消耗277個水（5），所以夏天的時候，它們的生長速度ㄧ點都不受影響呢！
說到這裡，讀者可能會想：什麼是C4植物？為什麼它們能夠既耐熱又耐旱呢？
所謂的C3、C4植物，指得是它們在光合作用上的不同。C3植物進行光合作用時，是由卡爾文循環(Calvin cycle)的酵素（RuBisCo，如圖二）直接抓取溶解在細胞中的二氧化碳，與核酮糖1,5-二磷酸（ribulose 1,5-bisphosphate，RuBP）進行反應；


而C4植物則在卡爾文循環上面，又增加了幾個步驟，而且這幾個步驟還跟卡爾文循環在不同的組織中進行呢（如圖三）！為什麼會這樣呢？


原來，C4植物多半都生活在亞熱帶或熱帶，在這些氣候區，植物進行光合作用時，會遇到一個大問題。

這個問題來自於卡爾文循環的第…
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孔雀秋海棠的光合作用魔術

原產於馬來西亞雨林的孔雀秋海棠（Begonia pavonina），只有在光線極弱的狀況下葉片會出現藍色。當光線夠強的時候，葉片上的藍色就不會出現了。

因為這藍色是如此的美麗，使它得到了「孔雀秋海棠」（peacock begonia）的美名。大家搶著種它，想要看到那美麗的孔雀藍；但到底為什麼要出現這美麗的孔雀藍呢？

通常我們都認為，在葉片裡面除了葉綠素以外的光合色素，都是輔助色素：在光線不夠時，幫忙吸收更多光能；在光線太強時，把多餘的能量發散。所以孔雀秋海棠的孔雀藍，是否也是一種輔助色素呢？

之前的研究已經發現，這些孔雀藍，應該是來自於被稱為虹彩體（iridoplast）的一種色素體（plastid）。虹彩體位於葉片上表皮的細胞中，為葉綠體的變體。在最近的研究發現，這些虹彩體的類囊體（thylakoids）以一種不尋常的方式排列：每疊葉綠餅（grana）由三到四個類囊體組成，厚度約為40奈米；而一疊一疊的葉綠餅之間的距離約為100奈米。


一般的葉綠體，通常葉綠餅的排列是散亂的（如圖）；孔雀秋海棠的虹彩體的葉綠餅卻排得如此整齊，有什麼作用呢？

研究團隊測量了20個虹彩體，發現它們的特殊構造賦予它們反射435~500奈米的光波的能力。這個波長正好就是藍光波段的最右邊，與綠光交界的位置。這就是為什麼孔雀秋海棠是藍色的原因吧！

不過，這些虹彩體不只是會反射藍光而已。研究團隊還發現，虹彩體讓孔雀秋海棠吸收較長波的綠光與紅光的能力提升了！這對孔雀秋海棠是非常重要的，因為它們通常在熱帶雨林的地面上生長。

在熱帶雨林裡，光線都被大樹給遮住了，使得地表的光線極弱。弱到怎樣的地步呢？大約是樹冠光線強度的百萬到千萬分之一喔！而且還不只是光線變弱而已，因為雨林中的大樹們把進行光合作用所需的兩個主要波段的光（460奈米與680奈米）都吸收得差不多了，在這樣的環境下，孔雀秋海棠如果不發展出吸收一點綠光的本事，還真的會混不下去。

事實上，因為這些特殊的構造，虹彩體比一般的葉綠體進行光合作用的效率更高。研究團隊藉著測量葉綠體的螢光（葉綠體進行光合作用時，一部份的葉綠素會把吸收的光以暗紅色的螢光發射出去；所以可以藉著測量螢光了解植物進行光合作用的效率）發現，虹彩體進行光合作用的效率，比一般的葉綠體都好。不過，當光線變強的時候，虹彩體的效率就沒有那麼好了；這或許就是為何，當我們把孔雀秋海棠種在光線…
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【原來作物有故事】鳳梨 漂洋過海在臺灣發揚光大

作者：葉綠舒、王奕盛、梁丞志

在台灣提到鳳梨，一定會想到鳳梨酥這代表台灣的伴手禮。但是鳳梨其實不是台灣原產的水果喔！鳳梨原產於熱帶南美洲，在哥倫布1493年的第二次航行時於瓜德羅普的村莊中發現後引進歐洲，約於16世紀中葉傳入中國；台灣則是在1605年先由葡萄牙人引進澳門，再由閩粵傳入台灣，至今已有三百多年歷史。

在台灣，鳳梨因為台語諧音「旺來」很吉利而廣受大眾喜愛，但其實鳳梨的名字是根據它果實的型態來的，因為果實的前端有一叢綠色的葉片，讓以前的人覺得很像鳳尾，加上果肉的顏色像梨，所以就取名為「鳳梨」。至於英文的名稱也是因為果實的外型像毬果、而肉質香甜，所以就被取名為「松蘋果」（pineapple）啦！其實鳳梨果實的毬果狀的外觀主要是因為鳳梨是「聚合果」，每顆鳳梨是由200朵鳳梨花集合而成的！而它的學名Ananas則是來自於圖皮語，意思是很棒的水果。

在哥倫布把鳳梨引進歐洲以後，因為它的香甜好滋味讓它大受歡迎；但是身為熱帶水果的鳳梨，在溫帶的歐洲長得並不好！為了要讓王公貴族們吃到鳳梨，十六世紀的園丁們發明了「鳳梨暖爐」：把單顆鳳梨放在由馬糞堆肥做的暖床上的木製棚架，並升起爐火來保持溫暖，好讓鳳梨這熱帶植物可以在溫帶的歐洲開花結果；世界上第一個溫室就這樣誕生了，並由此開啟了歐洲建造溫室的熱潮！

鳳梨不只是改變了歐洲，在日本人到台灣後，嚐到了鳳梨的香甜滋味，便開始推動鳳梨產業。1903年，岡村庄太郎於鳳山設置岡村鳳梨工廠，生產鳳梨罐頭；後來逐漸形成中部以員林、南部以鳳山為中心的鳳梨生產體系。在1938年時，鳳梨罐頭工廠女工竟然佔了全台灣女性勞動人數三分之一以上呢！光復以後台灣的鳳梨產業也曾在1971年登上世界第一，讓台灣被稱為「鳳梨王國」。但是後來不敵其他國家的競爭，已經由外銷罐頭改為多以內銷鮮食鳳梨為主的型態了。

從清朝、日治時代直到現在，台灣的鳳梨品系一直都一樣嗎？當然不是囉！最早的鳳梨被稱為「在來種」，後來日治時代為了製作罐頭方便，從夏威夷引進了開英種；到了1980年以後，因為罐頭外銷敵不過競爭，台灣的鳳梨改為內銷且以鮮食為主，為了挽救鳳梨產業，農改場、農試所便培育出各種不同適合鮮食的鳳梨：包括不用削皮可以直接剝來吃的釋迦鳳梨（台農4號），最適合在秋冬生產的冬蜜鳳梨（台農13號），有特殊香氣的香水鳳梨（台農11號），以及因為果肉乳白色被稱為牛奶鳳梨的台農20號等…
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