全世界最長的植物學實驗

 

威廉‧詹姆斯‧比爾。圖片來源：維基百科

1879年，當時在密西根州立大學工作的比爾（William James Beal，1833-1924）在校園的一個角落埋下了20個瓶子。每個瓶子裡面都裝了21種植物的種子，每種各50顆。種子被均勻地混和在沙子裡，瓶口朝下以防止水分滲入。

比爾博士接著畫了一個地圖，標出這20瓶種子埋藏的地點。他原先的計畫是，每五年在日出前挖出一個瓶子，並將瓶中的種子種下，看看這21種植物究竟可以被埋藏多久還能發芽。選擇在日出前挖出這些瓶子，只是為了防止其他還沒被挖出的瓶子裡面的種子提早見到光；畢竟光線是刺激種子發芽的重要因素之一。

隨著時間過去，接手的科學家們開始覺得這個實驗可以做久一點。於是，他們把挖出瓶子的時程拉長，從五年拉長到十年、二十年（1980年開始改為每二十年挖出一瓶）。

在2000年那年，科學家們挖出了一個瓶子，這次21種植物裡面只有兩種發芽，其中一種有超過一半的種子成功發芽：毛瓣毛蕊花（Verbascum blattaria）。毛瓣毛蕊花原生於歐亞大陸與北非，是美洲的入侵植物，甚至科羅拉多州將其列為「害草」（noxious weed）。它們的種子顯然生命力旺盛，在被埋藏了超過一世紀，還能成功地發芽、開花。另一種發芽的植物則是圓葉錦葵（Malva pusilla），在冷處理後有一顆種子發芽。

原本應該在去年（2020）挖出新的一瓶，但因為2019冠狀病毒病的緣故，只能延後到2021年。當然，過去也曾經發生過這樣的事情，如1919年該挖出一瓶，但可能是因為西班牙流感而延後到1920年。

今年（2021）挖出的這一瓶，並沒有馬上被種下去。研究團隊打算把那些在實驗中早已無法再發芽的種子取出一部分（如1914年後就不再發芽的御穀[Setaria glauca]），來研究它們的基因體。

另外，研究團隊也會將這些種子做不同的處理。2000年時，以低溫處裡這些種子，讓圓葉錦葵發了芽；今年他們會以煙霧處理這些種子，看看能不能讓其中的裂葉昭和草（Erechtites hieraciifolius）發芽。裂葉昭和草這類的植物因為在森林大火後可以感受到煙霧中的化學分子而快速發芽，因此被稱為fireweed。但這些種子在這個實驗中都沒有發芽，或許是缺乏適當的（煙霧）刺激也未可知。

如果繼續維持每20年挖出一瓶種子，最後一瓶種子會在2100年被挖出來；屆時你我都不在世上了！想像在密西根州立大學，每隔幾年就會有資深教授在新進老師中挑選合適的人選，將地圖交給他（她），跟她（他）說：你要記得在20XX年去挖出一瓶種子，然後做發芽的實驗...很酷不是嗎？

過去曾有埋藏3000年的蓮子還能發芽開花，也曾有三萬多年前的狹葉蠅子草還能發芽；其實筆者覺得更有趣的題目應該是：怎樣保存種子，可以讓它們持續地有活力？

更新：在4月23日，毛瓣毛蕊花發芽了～就如過去N年一樣～不過根據紐時最新的報導，他們認為一開始比爾真正想要放進去的是同屬的另一個植物「毛蕊花」（Verbascum thapsus），但是放錯了。

參考文獻：

One of the World’s Oldest Science Experiments Comes Up From the Dirt. New York Times. April 21, 2021.

One of the World’s Longest-Running Experiments Sends Up Sprouts. New York Times. May 11, 2021.