老葉的植物王國

大葉藻。圖片來源： wiki 提到海藻，你我大概免不了會想到紫菜、昆布之類。紫菜是兩種海藻（Nori， Pyropia yezoensis 與 P. tenera ），而昆布則是褐藻門海帶屬的海藻。誰會想到大葉藻（common eelgrass， Zostera marina ）呢？ 雖然大葉藻不能吃，但它本來卻是貨真價實的陸生植物。大葉藻是澤瀉目（Alismatales）的單子葉水生種子植物，分佈於北太平洋與北大西洋的淺海中。葉片有窄而長的葉子，大約是1.2公分寬、長可達一公尺。植物雌雄同株但異花。 被子植物大約在一億六千萬年前出現在地球上，它們原來都是陸生植物；但是不知為何，大葉藻選擇了回歸海洋。 當初由海裡跑到陸地上，陸生植物需要演化出全新的機制來適應陸地生活：如氣孔的產生、保護自己不乾死渴死/不受UV灼傷、水分運輸的機制、由陽光中找到更好的能量來源的能力、甚至還開始製造一些氣體分子來互相聯絡/招蜂引蝶/招徠打手等；當植物回歸海洋時，這些陸生植物特有的機制，是否會隨之消失呢？ 結合了歐美的幾個頂尖的國家團隊，針對大葉藻以及紫萍（ Spirodela polyrhiza ）的基因體進行定序與比較，發現大葉藻在回歸海洋的過程中，失去了整組（！）的氣孔分化所需的基因；另外，與紫外光防護有關的基因也不見了。 由於只有少量的短波紫外光可以透過海水，因此失去紫外光防護的基因也是相當合理的；不過，大葉藻還失去了光敏素（phytochrome）喔！為什麼大葉藻不需要光敏素呢？原來，能透過海水的紅光與紅外光並不多，所以保留用來偵測它們的光敏素，好像意義也不大。不過，光系統I與II還是與陸生植物的相似，但是與光系統II合作的捕光複合體B族蛋白（LHCB）的數目變多了，推測應該是為了提升在低光度下的光能吸收效率。 對於淹沒在水下的植物，當然不需要氣孔來進行氣體交換；所以大葉藻就跟氣孔說「莎呦娜啦」啦！少了氣孔，接著有一些基因就可以跟著丟了！什麼基因呢？產生乙烯（ethylene）的基因、還有產生萜類（terpenes）的基因也不見了；想想也是很合理，既然都沒有氣孔了，產生氣體的賀爾蒙是要從哪裡釋放呢？ 而萜類則包含了許多具有揮發性的化合物，植物合成它們來發散香味，吸引授粉的昆蟲等等；既然都已經成了水生植物了，也不會有昆蟲來採蜜授粉，當然就不需要合...

有許多調查發現，全球暖化使得植物往高緯度、往上（高海拔）移動（1）；而對於有些原本就生活在高海拔地區的植物來說，暖化可能會使他們失去原棲地而滅絕（2）。根據周昌弘院士的研究，台灣從1906至2006年之間在氣候暖化影響下，在合歡山區的中高海拔野生植物，每年以3.6公尺速率往高海拔遷移生長，如此下去，有六種高山植物恐怕會滅絕（3, 4）。 但是，最近的一個大規模的研究卻發現：全球暖化的確會造成植物移動，但是這個移動不見得一定是往高緯度或高海拔地區移動（5）。 華盛頓大學（University of Washington）的研究團隊，收集了過去40年將近300種植物的地理分布資料，涵蓋的區域從加拿大北部的洛磯山東麓，到內華達州的Sierra Nevada mountain西邊。接著他們把這些資料與過去40年來的氣象資料（包括溫度、雨量、降雪等）一起作比較與分析。 當第一次分析的結果出來時，他們還以為算錯了。因為他們的結果是：植物往低海拔（向下）移動了。 於是他們再分析了一次，結果還是一樣：植物往低海拔區域移動。 於是他們仔細地檢視了資料，發現植物往低海拔地區移動的原因是因為：全球暖化造成高海拔區域的降雨與降雪明顯減少，於是植物為了水分，只能往低海拔區域移動。 這個研究結果提醒了我們，生物在氣候變遷時，所要適應的不僅僅只有溫度。雨量/降雪的變化，也會影響到植物的生存。雖然往低海拔移動代表氣溫變得更熱，但是面對「水」這項立即的考驗，或許氣溫的變化對植物造成的害處較小。 或許氣溫的變化相比於降水（雨/雪）來說，對植物的生存影響較低；但有些對溫度變化適應力較低的植物，氣候暖化還是會使他們走向滅絕吧？就如動物中的兩棲類是遷徙能力較低的，這幾年也發現兩棲類受到氣候變遷的影響最大。只是不知道之前周院士所列舉出的六種高山植物（玉山抱莖籟簫、細葉山艾、巒大當藥、玉山金絲桃、玉山當歸與阿里山薊）是否對於溫度變化適應力較低？或者在考量氣溫與降水的雙重標準後，有更多其他的種類需要被列入？ 全球暖化造成氣候變遷，使得植物必需往更適合的區域移動。 圖片來源： 維基百科 除此之外，全球暖化對降水的另一個影響是綿綿細雨減少，暴雨增加；如此一來，是否也會對植物造成不一樣的壓力呢？當總降水量不變，但降雨次數減少時，代表植物需要有更好的抗旱/澇能力，這樣的考驗，是否...