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【原來作物有故事】玉米與美洲文明

冬天來一根熱騰騰的水煮玉米或烤玉米、看電影時買一大包熱呼呼的爆米花,玉米雖然不是我們的主食,但也溫暖了我們的腸胃、增加我們生活的樂趣。

生活中,玉米以各種型態出現在我們面前。除了早期的白玉米、後來黃色的甜玉米以及現在可以做沙拉吃的水果玉米之外,玉米還以其他我們不容易留意到的型態出現:高果糖糖漿,以及動物的肉。

高果糖糖漿是在1960年代發明的。用酵素把玉米澱粉裡的葡萄糖轉為果糖後,玉米澱粉就成了高果糖糖漿。因為味道爽口又使用方便,它大量出現在飲料裡, 也造成了我們的肥胖問題。

很難想像,動物的肉裡面有玉米!那是因為,玉米是動物飼料的原料之一,就算你不喜歡吃玉米,只要你吃肉,還是會間接的吃到玉米喔!也就是因為這樣,玉米是世界產量第一的農作物呢!

在台灣,我們喜歡單色的玉米;但是美洲的原住民們卻喜歡雜色的玉米。雜色玉米其實是玉米基因體裡面的「跳躍基因」(transponson)造成的;所以沒有兩根雜色玉米的花樣是完全相同的。這個現象一直沒有人去研究,直到1940-1950年,美國的芭芭拉•麥克林托克(Barbara McClintock,1902-1992)博士解出了這個謎題之後,大家才知道原來有些基因是可以在基因體上移動的。

中南美洲的原住民可都是以玉米為主食的。他們大約在公元五千年前開始種玉米,到公元一千五百年前玉米就已經是現在的樣子了。不過,雖然玉米造就了馬雅、阿茲特克與印加文明,但由於它無法自然播種,也限制了這些文明的發展。

雖然玉米無法自然播種,但它的祖先--大芻草—是可以自然播種的喔!玉米可以說是被人類改變最多的農作物了,從比玉米筍還要小、具有堅硬種皮的大芻草,到長達二三十公分、香甜可口的甜玉米,若不說明,沒有人會相信他們是一家人呢!

上:大芻草,中:大芻草與現代玉米的混種,下:現代玉米。
圖片來源:Wiki

玉米在美洲原住民的重要性,可以由印加文明中的大地之母(Pachamama)看出來。大地之母有兩個化身,一個是馬鈴薯女神(Axomama),另一個就是玉米女神(Saramama)。美洲原住民也發現了爆米花:有些品系的玉米,因為澱粉分佈的位置,使得他們的穀粒在加熱後會爆,由於他們崇敬玉米,於是爆米花也用來在祭典裡祭神。

但是,等到歐洲人到了新大陸,看到了玉米,一開始卻把它當作觀賞植物;後來又認為它的營養價值不如小麥,只適合給豬吃。不過,由於它生長快、產量大,很快南歐的義大利、西班牙等地,就開始有人以玉米為主食。

但是,由於歐洲人不懂得怎麼樣正確的處理玉米(將玉米泡在草木灰或石灰製成的鹼水裡加熱,以釋出維生素B3),於是,許多吃玉米的窮人都因為維生素B3缺乏而得了糙皮病;因為當地的醫生發現,得糙皮病的人很多都是以玉米為主食,於是就認為是玉米有問題!還好後來的科學研究還了玉米清白,不然還真是冤枉呢!

(本文編輯後發表於2016.10.18國語日報科學版)


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植物是地球的能量工廠

地球上最重要的反應應該就是光合作用(photosynthesis)了,就如植物的頂芽生長點是地球上最重要的組織一般。這是由於地球上的異營生物無不依靠自營生物作為直接或間接的食物來源,而自營生物的養分幾乎都是由光合作用而來。
葉片是獲取能量的小尖兵
自營生物的器官衰老是非常複雜的機制。在秋天撿起一片地上的黃葉,與仍在樹梢上翠綠的葉子相比,會發現黃葉的重量較同等大小的綠葉輕很多;這是因為植物會將衰老葉片中剩餘的、可利用的物質分解後運回,提供其他組織再運用。不若異營生物,由於每一個器官、組織都需要由自己生產的能量來製造,因此自營生物在淘汰老廢器官與組織時,一定會將殘餘的養分盡可能的回收。汰舊換新對所有生物都是一整年的工作,但對於多年生的落葉樹來說,每年春秋二季會發生大規模的迎新去舊,是它們一年兩次的大工程。
當時序慢慢進入秋天時,植物體內可藉由光敏素(phytochrome)感應逐漸加長的黑夜。光敏素是由兩個多肽組成的雙體(dimer),每個多肽有一千多個氨基酸那麼長,並加上一個色素分子(phytochromobillin)。光敏素將季節的信息送到頂芽,頂芽便開始進入休眠;其它的葉片啟動衰老機制、將可以回收的養分盡量回收之後,隨著連接葉柄與莖的薄壁細胞死亡,毫無生氣的葉片因自己重量的垂墜,被拉離開植株,飄落到地面。
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抽絲剝繭光系統的運作
在葉綠體的類囊體膜(stromal membrane)上,可以…

孔雀秋海棠的光合作用魔術

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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…

【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…