老葉的植物王國

孔雀秋海棠。圖片來源： Science （註：經網友指正，此圖片應是 Begonia 'Escargot'） 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。 一般植物的葉綠體。圖片來源： Wikipedia 孔雀秋海棠的虹彩體。圖片來源： Nature Plants 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...

成熟的棉花果實。圖片來源： Wiki 生活中的棉花 現在大家都愛穿純棉的衣服，因為它吸汗又透氣。但是在六、七十年代時，大家更愛穿人造纖維的衣服喔！因為不皺免燙又快乾，對媽媽們來說，小朋友的制服用人造纖維料子，晚上洗好晾著，早上就可以穿去上學了。當時的「太子龍」、「達克龍」可是許多媽媽的心頭好呢！但隨著社會進步，崇尚自然的風潮興起，大家又開始擁抱起老朋友了。 發源於巴基斯坦的棉花，共有39個品種，4個栽培種：最常見的商業品種是美洲高地棉，佔90%；而纖維最長的是海島棉；另外還有中棉與草棉，因為纖維較短，只能用來做填充材料。 由於種子容易隨風、隨水散播，中國與印度很早就接觸到棉花。棉花原來是木本多年生植物，經過人為的種植後，出現了一年生草本品系，更促進了它的傳播。不過，由於絲與麻比棉花先到達中國，纖維又比棉花長，使得棉花一直到宋朝以後才因為較溫暖與耐穿獲得重視。而南宋的黃道婆，從海南島帶回紡織棉花的技術，更使得棉紡織在松江地區大大發展。至於歐洲，則要到了十六世紀後才開始大量接觸到棉花做的布料。 在台灣，台南市將軍區曾有「棉被的故鄉」之稱，在清朝時便栽種棉花，日據時面積達六千多公頃。其中苓子寮社區舊稱「棉被窟」，全台棉被廠師傅幾乎全從這裡來。後來因為低價棉進口、以及人造纖維興起，才逐漸沒落；不過在2016年，因為有機棉花興起，台南市的棉花又復耕囉！ 棉花如何進入世界歷史 最早栽培棉花的是亞洲人，但最先用棉花紡紗織布的卻是印度人。從印度與孟加拉進口的細棉布，在十七世紀縱橫歐洲市場，銷售量從十七世紀初到末葉增加了五倍，引發了英國絲織業與羊毛製造業的抗議，在1721年通過禁止進口印度彩色細棉布與絲綢。但禁止進口反而引發了英國走向自製棉布的道路，同時也推動了工業革命：從1738年水力紡紗機的發明、到1760年代一次可紡八支紗的珍妮紡紗機出現，以機器進行大量生產的思維就如時代的巨輪般無法阻擋。雖然珍妮紡紗機被當地居民搗毀，但等到1775年瓦特改良蒸氣機，1785年羅賓遜把蒸氣機裝到棉紡廠，加上美國開始種植棉花，英國很快地就從棉布的進口國，轉而成為進口棉花與出口棉布的大國，曼徹斯特也成了英國的「棉都」。棉花推動了工業革命、棉紡織公司是世界最早的上市公司、紡織工廠使人放棄農業活動，成為專業的「工人」。 英國生產這麼多棉布，要往哪裡賣呢？印度！十八...

玉米。圖片來源： Wikipedia 玉米（ Zea mays ）原產於中美洲墨西哥的特瓦坎谷地（Tehuacan Valley），為一年生禾本科草本植物，也是全世界總產量最高的重要糧食作物。目前的許多證據都支持玉米大約在一萬年前自大芻草（teosinte，蜀黍）馴化，但是當我們把大芻草與現代玉米放在一起看的時候，很少人能夠聯想到它們之間的關係！ 大芻草（右）。圖片來源： Wikipedia 大芻草與玉米的差別極大，代表了在馴化的過程中可能牽涉到了不少的改變。不過，在過去的環境中，大芻草的型態應該跟我們現在看到的「一堆草」有相當的差別；這在2014年的研究已經證實，在仿古氣候（攝氏20.1到22.5度，260ppm的二氧化碳）下生長的大芻草，型態比較類似現在的玉米（1）。 這說明了它在一萬多年前能夠得到人類青睞的原因。畢竟，如果長得像一堆草，加上種子又少又不起眼，很難想像會有誰那麼「飢不擇食」地想吃它。 大芻草（左）與玉米（右）。 圖片來源： Wikipedia 不過，任何野生植物一旦雀屏中選，成了人們的盤中飧後，接著就會開始受到人的影響。我們喜歡果實大的品種，所以在種植的時候會留下果實大的明年再種；我們懶得一直彎腰撿掉在地上的果實，所以成熟後會自然掉落地面的，就會被我們忽略；我們喜歡味道好的，所以有苦味的品種便被我們給忽略掉了。 玉米在被人們端上桌以後，也歷經了極大的轉變。但是，到底那些基因是分別在什麼時間點受到人擇的影響，就必需要有古代的樣本才能比較了。雖然近年來定序古基因體的技術已經相當成熟，但沒有樣品，也只能望而興嘆。由於植物不具有動物的骨骼，使得要在古代的植物樣本中找到殘存的組織極不容易；更不要說可以定序了。雖然有如大芻草等類似活化石可以比較，但如果能找到介於大芻草與現代玉米之間的樣本，又能從其中取得基因體的資料來進行比較，絕對可以讓我們更了解，到底在植物與人們的互動中，重要的變化是如何發生、何時發生的？ 位於美國麻省的 羅伯特·皮博迪考古博物館（Robert S. Peabody Museum of Archaeology） ，剛好就收藏了這樣的一個古老的樣品，而且裡面竟然還有足夠的組織可以讓研究團隊進行基因體的分析。這個樣品在1960年代就已經被發現，並收藏在博物館裡了。研究團隊以質譜儀進行年代測定後，發...

上次看過 紫花藿香薊的花 ，一直想看一下白花藿香薊的花；但是連著好多天都下雨，一直沒辦法出去採花，直到今天雨停了趕緊出去當採花賊～ 白花藿香薊是台灣原生種，花朵比紫花的要小得多。這次拔了一整朵的花下來看看。 可以看到放大了以後也是一樣有很多突起，不過白花藿香薊的花瓣形狀比較尖，紫花比較圓。 看一下影片：

圖片來源：周帛暄 現代的草莓（garden strawberry， Fragaria × ananassa ）是在1750年代由北美東部的草莓（ Fragaria virginiana ）與智利草莓（ Fragaria chiloensis ，在1714年由Amédée-François Frézier 引進歐洲）雜交育種而來的。現代草莓的產生，使得在歐洲原生種的野草莓（woodland strawberry， Fragaria vesca ）式微。 身為溫帶植物，草莓在台灣每年都要重新種植一次；一般來說，草莓在台灣都是在每年的九、十月定植，寒假時便可採收。但是在有些不若臺灣那麼熱的地區，草莓其實是多年生植物。是否有可能在臺灣也可以四季都種草莓呢？ 位於新竹的工業技術研究院，與慈大生科的 周帛暄老師 （ 個人網頁 ），嚐試著在不同品系的草莓中，找出能讓草莓在台灣四季都可種的遺傳因子。原來，有些品系的草莓的確比較耐熱；周老師經由分析草莓的轉錄體（transcriptome），先找到草莓的熱休克轉錄因子(heat shock transcription factor)，再以定量聚合酶反應分析（qPCR），比較耐熱品系與一般品系之間的熱休克轉錄因子表現量的差異。 周老師發現，在耐熱品系草莓中找到表現量較高的熱休克轉錄因子，轉入擬南芥（ Arabidopsis thaliana ）中，也會讓擬南芥的耐熱能力提高；未來工研院希望可以將這些熱休克轉錄因子做為育種時的分子標誌，如此一來可以加快耐熱品系育種的速度，或許再過幾年在台灣一年四季都可以種草莓呢！

煙草。圖片來源： Wikipedia 生活中的菸草 有一種植物，每年奪走540萬人的性命。但是它竟然可以合法販賣！它是什麼呢？菸草！全球有980萬英畝的土地用來種煙草，每天全球有13億人吸食它的煙。喜歡它的人說：「飯後一支煙，快樂似神仙。」，不喜歡它的人，只要有人吸煙，立刻就躲得遠遠地。 最早開始抽煙的馬雅人，是以玉米葉裹著菸草來抽；後來有人發明了煙管與煙斗，還有把菸草碾碎成粉、放進鼻孔裡的鼻煙。紙煙則是到1832年土耳其與埃及之戰時才發明的。一個埃及砲手發明了用紙包裹火藥的方式來提升大砲的威力，因此獲得了菸草作為獎勵；但不幸他的煙斗卻破了。於是他用包火藥的紙來包裹菸草，紙煙就這樣問世了。原本紙煙都是人工捲煙，但是美國的詹姆斯‧布坎南‧杜克在1882年引進自動捲菸機，造成紙煙的價格大幅下跌，紙煙便成了最普及的菸草產品囉！ 雖然抽煙有提神的效果，但是菸草含有會使人上癮的尼古丁，這也就是為何吸煙容易戒煙難；而尼古丁會使人上癮的事實，卻一直被菸草公司隱瞞著，直到1996年才被公諸於世。 我們現在都知道吸煙對健康有害，會導致肺癌、咽喉癌與口腔癌等，但因為要大約20年才會產生癌症，一開始大家都不知道吸煙對我們健康的損害是這麼大喔！由於吸煙不只是對自己的健康有害，吸到他人吐出來的二手煙也會影響健康，台灣已經在2007年通過「菸害防制法」，並於2009年1月11日施行，只要是室內公共場所或三人以上的工作場所，都不可以吸煙，否則至少要罰兩千元喔！ 菸草如何進入人類歷史 菸草起源於美洲、澳洲、西非以及南大洋洲。美洲大陸的原住民認為菸草是上天賜給的禮物，是神聖的草。中南美洲的馬雅人，早在公元前1500年便已經開始吸煙了。他們不管是戰爭、狩獵、和談、祭祀，都要用到菸草，馬雅甚至還有「吸菸神」呢！馬雅人吸煙，印加人則是把菸草與古柯葉放到嘴裡咀嚼。 第一個看到菸草的歐洲人應該是哥倫布，後來不同的人把菸草帶回歐洲各國，使它風行歐洲。歐洲一開始只是把菸草當作印地安人的草藥，等到西班牙的藥物學書籍在1577年被翻譯為英文後，因為裡面提到菸草的藥效；使菸草的藥性開始被重視、甚至被認為可以治百病。在1644－66年倫敦鼠疫大流行時，由於傳說菸草店的員工都沒有得到鼠疫，造成菸草大為風行，甚至連兒童也被迫吸菸呢！ 而英國在美洲新大陸的殖民，若不是因為菸草，恐怕美國...

蝴蝶之舞（ Kalanchoe fedtschenkoi ）是一種蠻常見也很好養的多肉，不過養到開花也是第一次。 前面是蝴蝶之舞的花，後面是蕾絲姑娘的花。 因為也頭一次看到它開花，覺得它的花花瓣薄薄的蠻透光，應該也可以在顯微鏡下面看。 上面的是最外層的苞片（？）， 跟苞片連得很近的應該是它的花瓣， 底下白色的構造是花蕊。 再放一張花瓣與花蕊的照片。 把苞片、花瓣與花蕊拿去觀察。 手機顯微鏡如果用後鏡頭，就是用樣本貼紙（如上）把樣品貼好以後放在光源載台上觀察。如果樣本是乾的（如蕨類的孢子），看完後還可以貼到跟著手機顯微鏡來的記錄本上，寫一下採集日期跟樣本種類；若是濕的（如本篇的花瓣），看完就只好扔了。 有興趣要買的可以 按這個連結 購買。 苞片（32X） 苞片（100X） 苞片尖端（76X）， 可以看到不規則形狀的表皮細胞。 花瓣（32X） 花瓣（100X） 雄蕊（32X） 雄蕊（100X） 雄蕊（100X）

小金英（ Ixeris chinensis (Thunb.) Nakai）是台灣路邊常見的野草，學校的操場邊、山間總是可以看到它的蹤跡。 小金英的頭狀花序。 每片「花瓣」其實都是一朵花喔～！ 它也是民間常見的草藥，有人說它可以抗癌等等...不過真的生病還是要先看醫生，聽聽醫生怎麼說才是最好的。 它的種子是具有白色冠毛的瘦果，果實成熟後會藉著冠毛隨風飛散。 果實成熟等待啟航的小金英 因為有億觀生技的 μHandy 手機顯微鏡（ 購買連結 ），這天去採了小金英的果實來看。 小金英的瘦果 瘦果的部分最後在影片會看到（反正黑黑的也看不到什麼），但是冠毛在顯微鏡下真的很美！ 放大37倍 放大37倍（上圖）已經可以看到，肉眼看似平滑的冠毛其實有很多突起。 放大100倍 放大250倍 放大250倍的冠毛，可以很清楚看到尖端不是平的。小金英的冠毛應該跟棉花的棉絮一樣，都是單細胞的構造。 放大302倍 放大到三百倍可以看到冠毛那些突起也都具有尖銳的尾端。 最後讓大家看看影片，顯微鏡下的世界真的是令人嘆為觀止啊。 在手機顯微鏡下看這些很平常的小東西真的很有趣。 紫花藿香薊的花瓣 也讓我大吃一驚！相對於傳統的顯微鏡，手機顯微鏡價格親民、操作方便，拍照也很容易，不若傳統的顯微鏡還要買一堆外接相機的設備...對於滿足好奇的心靈是很棒的設備。有興趣的朋友可以點這個 購買連結 ！