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世界維管束植物大盤點

全世界到底有多少種植物呢?在科學家們比對許多網站、搜尋大量文獻,刪除掉不同名但實為同種的植物後,邱園(the Royal Botanical Gardens, Kew)終於在今年釋出了第一份世界(維管束)植物調查報告。

根據這份報告,世界上有390,900種維管束植物,其中種子植物有369,000種,佔94.4%。這麼多的維管束植物,有多少種為人類所用了呢?根據文獻的紀錄,人類只用了31,128種,還不到十分之一(7.96%);其中最大宗,不意外就是藥用(17,810種,57.1%)。當作食物的植物則有5,538種(17.8%),而作為材料的則有11,365種(36.5%)。雖然我們常聽到「有毒植物」這個詞,但在這麼多為人類所用的植物裡面,只有2,503種是作為毒藥/毒素,還不到一成(8.04%)。

在2015年,全世界總共發現2,034種新植物。包括九十種海棠屬、十八種蕃薯屬(包括了蕃薯 Ipomoea batatas 的近親)、五種洋蔥屬以及一種在臉書上發現的肉食植物。中國、澳洲與巴西是過去十年提出最多新種的國家,中國提出了1,537種,澳洲提出了1,648種,而巴西則提出了2,200種。

為什麼會有不同名但實為同種的狀況呢?那是因為同一種植物在不同的時間、空間,被不同的人發現的關係。由於命名是根據生物的特徵,所以同一個植物會有不同的名字。這些分類上的同義詞(synonym),由於描述了生物的特徵,因此也會被保留下來;根據邱園的資料,平均每個植物有2.7個同義詞。

隨著近年生物科技的發展,植物的分類由過去以型態(尤其是花的型態)為主的分類系統,開始朝著分子分類學的方向發展。為了分類,目前已經有三分之一弱的維管束植物有部分的基因被定序(106,700種,28.92%);主要定序的基因在rbcL與/或matK上。這兩個基因都是葉綠體的基因,因為在不同的植物間高度保留而被用做分類上的依據。整個基因體完整的被解讀出來的植物,只有一百三十九種,還不到0.1%,而且大部分是農作物。由於氣候變遷造成農作物的產量與品質都受到影響,近年來各國的研究團隊紛紛在找尋農作物的野生種,並將之與現在的栽培種進行雜交,以培育出更能抗蟲、抗旱等特質的新品種,因此目前更重要的工作,應該是將農作物的野生種定序出來呢!

雖然看起來好像不少,但是有21%的植物面臨絕種的威脅,失去棲地(包括紅樹林、森林)、病蟲害、入侵植物都是影響植物生存的重要原因。除此之外,氣候變遷在近年來也成為一大因素。有超過十分之一的植物生長區域很容易受到氣候變遷的影響,由於植物要傳播幾乎都要藉助其他的生物或水力、風力等,使得植物們在面對氣候變遷時特別脆弱。

而有些區域--如巴西--有非常豐富的植物資源,但因為人為的破壞,可能有些植物在還來不及被發現之前,就消失了。例如 Drosera magnifica就是很好的例子。若不是一位業餘的植物愛好者剛好在那個區域還沒有被開發之前到了附近,看到它之後拍照上傳到臉書被研究人員看到,我們或許根本來不及知道世界上竟然有可以長到1.5米高的肉食植物,它就已經永遠消失在地球上了。

Drosera magnifica。圖片來源:Nature News

由於這份報告只有調查維管束植物,如果把「所有的」植物,包括藻類、地錢(liverwort)、角苔(hornwort)與苔蘚(moss)都算進去,會怎麼樣呢?筆者好奇調查了一下發現,苔蘚大約有12,000種,地錢約有9,000種,角苔大約有一百種,其實都還好。但是藻類很難估計,從三萬到超過一百萬種都被提出來過。如果以三萬種來算,全世界的植物約有442,000種,其中種子植物大概佔83.5%;如果藻類以一百萬種來算,全世界的植物就會有1,412,000種,種子植物大概佔26.2%。

全世界有4,979種入侵植物,包括粉綠狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、小花蔓澤蘭(Mikania micrantha)等。這些入侵植物,若以科來區別,最大宗的是菊科,第二名是禾本科,第三名是豆科。每年世界各國因為入侵植物所造成的環境破壞、以及為了要移除入侵植物所做的努力,消耗了5%的GDP。

粉綠狐尾藻。圖片來源:Wiki
從1492年哥倫布發現新大陸以後,全球化的腳步就未曾停歇。全球化讓我們得以享用全世界的農產品,甚至有些無須運送就可以直接在本地生產;但有許多物種,由於人們未曾思考周詳便率爾引進,使得它們得以流佈全球。邱園的這個入侵植物清單,可以給世界各國政府作為參考,未來在考慮引進某些植物時,可以先核對一下,再考慮是否要引進。

邱園的科學家們說,第一份報告總免不了有些不足之處,不過未來他們打算每年更新一次,希望可以讓這個報告越來越好。筆者看了真覺得無限欽佩,教科書每年改版對編輯群來說幾乎是不可能,但是他們卻打算要每年改版世界(維管束)植物調查報告(跪)。

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

Royal Botanical Gardens Kew. State of the World's Plants 2016.

Rebecca Morelle. 2016/5/10. Kew report makes new tally for number of world's plants. BBC.

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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。

首先,現在已經沒有人在幫鳳梨噴生長素(auxin)了!至於什麼成長激素或是生長激素,更是沒有的事。這件事筆者的文章裡面已經講得清清楚楚,如果忘記了,可以再去複習幾次。
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。

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯(Ipomoea batatas)從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎?

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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。

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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