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霞櫻的黑熊便車

全球暖化已經成了地球上所有生物的大考驗。動物可以遷徙,往高緯度(latitudinally)或高海拔(altitudinally)移動;但是不能移動的植物要怎麼辦呢?

雖然植物不能移動,但是種子可以經由水力、風力與動物的散播,前往遠處。不過,可以藉風散播的植物種子,或許可以乘風往高緯度或高海拔移動(只要風向對的話)。水力就要看河流、洋流的方向了。運氣好,可以往高緯度移動;運氣不好,就只能往低緯度與低海拔地區移動了。至於藉由動物移動的種子們,又怎麼能控制動物移動的方向呢?

來自日本的研究團隊,以當地的本土植物霞櫻(Prunus verecunda)作為研究標的,在2010-2013年於日本中部,研究亞洲黑熊(Asiatic black bear,Ursus thibetanus)與日本貂(Japanese martens,Martes melampus)的糞便裡面的霞櫻種子發現,這兩種動物會在春夏兩季將霞櫻的種子帶往山頂。由亞洲黑熊帶上去的佔八成,其餘則由日本貂來達成。

亞洲黑熊。圖片來源:Wiki

研究團隊是怎麼知道這些霞櫻種子屬於較低海拔區域的呢?原來,氧原子有兩種同位素,一種是18O,另一種是16O。過去的研究發現,越往高海拔移動,這兩種同位素的比值( δ18O,18O/16O)就越小。所以,如果牠們糞便中的霞櫻種子的氧同位素比值,與同海拔地區的其他植物組織內的比值不同,就代表這些種子是來自於不同海拔高度;而如果呈現負相關(也就是往高海拔δ18O反而提高),就代表了這些種子是由低海拔區域帶上去的。而由比值的變化程度,更可以計算出這些種子大約是來自於哪一個海拔高度呢!

分析霞櫻種子裡面的氧同位素比例發現,亞洲黑熊平均約可以把種子往高海拔區域移動750公尺,而日本貂因為體型較小,只能往上移動460公尺。不過,即使只有升高海拔460公尺,溫度也已經降低了攝氏1.3度;至於750公尺則可以降低攝氏2度,以目前全球的升溫狀況來看,對霞櫻來說也已經足夠維持它們的生存。

日本貂。圖片來源:wiki

當然,不論是亞洲黑熊還是日本貂,都並不會刻意把種子帶上去。牠們都是雜食性動物,在春夏二季,受到了霞櫻香甜的果實吸引,在連果肉帶種子地吞食下去後,接著便意猶未盡地往高海拔地區移動,繼續尋找其他的果實或嫩葉。種子在經過牠們的腸道後,大約45個小時後(以亞洲黑熊為例)便隨著糞便排出,若那時牠們剛好在更高海拔區採食,種子便到了高海拔的地區。

當然,牠們在秋冬的時候也會有往低海拔地區移動的情形。這個狀況特別是在氣候不佳、食物不豐富的年頭,因為需要過冬要儲存養分,往低海拔區尋找食物的狀況更加明顯。但由於霞櫻開花結果的時間是在春夏,在那個時間牠們每天覓食的路徑大多是由低海拔區域往高海拔區域移動,於是就造成了研究團隊看到的往高海拔地區移動的狀況了。

所以,即使是無法藉風力、水力散播的植物種子,一樣可以搭其他生物的順風車往想去的地方移動--只要這順風車走對方向的話。因此,研究團隊也指出,在植物的散播上,藉助動物的力量這一環也是不容忽視的。而以氧同位素比例(δ18O)作為分析工具,更可以作為研究垂直散播的重要工具。相比於耗時費資源的分析基因體來找尋親本,氧同位素比例分析不啻為一個較為低成本且快速的方式。

許多植物苦心孤詣發展出誘人的果實,就是為了要吸引動物來採食之後,順便把種子帶往遠處去散播。在索爾‧漢森的「種子的勝利」一書中提到,全世界的植物中,大約有三分之一的種子是依靠動物來散播的。當然,往高海拔地區移動,雖然短時間內解決了暖化所帶來的問題,但是如果山不夠高的話,等到了山頂之後,若全球升溫的程度仍未稍減(估計到2100年時,全球升溫最高可達攝氏4.8度),這時就算有黑熊與日本貂,只怕也幫不上什麼忙了?

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參考文獻:

Shoji Naoe et. al., 2016. Mountain-climbing bears protect cherry species from global warming through vertical seed dispersal. Curr. Biol. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.002

R. L. Burk and M. Stuiver. 1981. Oxygen Isotope Ratios in Trees Reflect Mean Annual Temperature and Humidity. Science. 211(4489): 1417-1419. DOI: 10.1126/science.211.4489.1417

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吃到含植物生長激素的水果會性早熟?

今天看到一則新聞「激素催熟鳳梨! 吃多恐性早熟」,害我出考題出到一半又要分心來處理這件事。

這則新聞裡面言之鑿鑿地說:

為了讓兩年生鳳梨,提早賣個好價,有不肖果農在鳳梨心施打生長激素,讓鳳梨變大又變甜,吃進肚子裡,尤其對孩童,可能影響荷爾蒙,導致性早熟

看了真的讓人不知道該說什麼才好。鳳梨的外皮極硬,要「打」生長素進去,筆者不知道要用什麼樣的工具才辦得到;另外,果實的發育是整個一起長的,如果在成長的過程中用針筒之類的去注射鳳梨,整個果實都會停止生長,並非局部變黑。鳳梨局部變黑通常是因為果實發育的過程中氣候變化太劇烈(太熱是常見的原因),整園的鳳梨幾百顆,要用注射的,只能說打到天亮都打不完吧。

噴灑生長素是比較有可能的,植物也的確有生長素,不過植物的生長素真的會對動物有影響嗎?我們先來看一下會讓植物生長的激素們是什麼。

通常我們提到植物的生長素就是說IAA(吲哚乙酸,indole-3-acetic acid)。

吲哚乙酸在植物裡面有非常多的效用,包括讓莖延長、使果實單維結果(不用授粉)、植物的光趨性(通常翻成向光性,phototropism)也跟它有關。

吲哚乙酸的化學式是C10H9NO2,是個小分子化合物。

另外一類會讓果實長大的植物賀爾蒙是吉貝素(gibberellic acid, GA)。

無子葡萄常會用到吉貝素讓果實長大,主要是因為果實裡的種子是天然吉貝素的來源,無子的果實因為缺乏吉貝素會比較小,所以果農會噴灑吉貝素讓果實長大。

吉貝素的化學式是C19H22O6,比生長素大概大了快一倍,不過還是屬於小分子化合物。

但是不管是生長素還是吉貝素,筆者查了很多資料,都沒有提到可以刺激動物生長的活性。倒是合成的生長素2,4-D曾有一度被懷疑可能致癌,不過美國的環保署在2007年也已經宣布沒有任何證據支持它會致癌。2,4-D的化學式是C8H6Cl2O3,還是一個小分子化合物。

至於動物的生長激素呢?以人的生長激素GH1為例,它不是小分子化合物,而是一個由191個氨基酸構成的多肽。

上圖的每個小球就是一個原子,而植物的「生長激素」,不管是生長素、吉貝素還是合成的2,4-D,都是幾十個原子的小東西;動物的生長激素則是數千個原子的龐然大物,根據默克藥典(Merck Index),人的生長激素的化學式是C990H1529N263O299S7,跟植物的「生長激素」大大不相同,怎麼…

再談鳳梨謠言:提早採收是因為噴了「成長激素」?

說實在的,筆者談有關鳳梨的謠言已經談到不想談了;但是昨天(2016/5/28)聽女兒提起一個叫做什麼「台灣味道」(第二季)的節目,裡面竟然有種鳳梨的農民自己在黑其他的鳳梨農,說什麼「其他的農民因為有噴成長激素,所以鳳梨都要提早採收,不然會有酒味」,就讓筆者聽了一整個怒。

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至於提早採收,是因為採收以後還要運輸到其他地方,所以一定會早點採收,不然運輸的時候就得放冷藏車,否則到零售市場一定會過熟!在遠足文化出版的「台灣的鳳梨」裡面也講得清清楚楚:「太早採收會影響品質,但採收得太遲,也可能有不耐儲運及老化、劣變等問題。一般而言,鳳梨的採收成熟度以果皮之轉色程度為指標,但轉色程度視採收時期、品種及果實質地(有經驗的農友可用果實敲擊反射音來判斷)而異,例如夏季可在剛轉色時採收,但冬季則應等到轉色達三分之二,甚至全轉色才採收,適口性才會比較好;又例如台農十八號及台農十九號的果實,在夏季時常有青皮黃的問題,如果等到轉色程度較高時才採收,則果肉已經過熟。」(第103頁)
讀者看到這裡,應該就了解,提早採收很難避免,至於提前多久,「若採收後立即或短期幾天內就要消費的果實,可在超過三分之一左右轉色後才採收,需經過一至兩週儲運後才消費的果實,則成熟度降低較適當。」(第103頁)
所以,提早採收跟有沒有噴什麼東東都無關,純粹是跟季節、品種、預計消費時間有關。說真的,個別的農友要怎麼種自己的農產品,大家都管不著;但是詆毀他人辛苦耕種的成果,這就可惡得很了。要讓自己的農產品銷路變好,應該要大家一起努力來開拓市場;而不是靠著造謠詆毀其他農友的心血!
參考文獻:
行政院農業委員會農業試驗所著。台灣的鳳梨。遠足文化出版。

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至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉!

最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。

至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔!

如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔!

參考文獻:

蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。
行政院農委會。甘藷主題館