橡果（acorn）與鼠類的神奇互動：植物荷爾蒙如何影響種子發芽與囤積行為

 

作者：ChatGPT

當我們漫步在森林中，很少會想到腳下的橡果和四處奔跑的鼠類之間，存在著一場微妙的生存競爭。這場競爭不僅關乎生命的存亡，更顯示了大自然中植物與動物間錯綜複雜的互動關係。

橡果擁有一種獨特的生存策略。當它們面臨被啃食的危險時，會加速發芽。研究發現，這種加速發芽的現象，實際上是由植物荷爾蒙——吉貝素（GA）和離層酸（ABA）——所調控的。

另一方面，鼠類在選擇橡果時，會根據橡果的發芽狀態來做出決定。它們傾向於吃掉已經發芽的橡果，而將未發芽的橡果藏起來以備不時之需。這種選擇行為，似乎是基於對橡果發芽狀態的直觀判斷。

研究團隊進行了以下的幾個實驗：

研究團隊將橡果提供給小泡巨鼠（Leopoldamys edwardsi）食用，觀察它們對橡果的食用程度。隨後將這些橡果種在室外，記錄不同處理的發芽時間、發芽比例和根長。

結果顯示，小泡巨鼠更傾向於從橡果的底部開始食用，而非從頂部或中間部分。橡樹種子（Q. variabilis）被小泡巨鼠部分食用後，其發芽時間和發芽比例與未被食用的種子有顯著差異。在64天內，所有處理組的橡果都發芽了。部分被食用的橡果與未被食用的橡果在發芽時間上存在顯著差異。與完整無損的橡果相比，被啮齒動物食用過的橡果發芽時間更短，且發芽比例更高。在種子出土後的18天內，不同處理組的根長存在顯著差異。被啮齒動物部分食用的橡果比完整無損的橡果根長更長。不過，發芽率沒有顯著差異。

所以，這些結果顯示小泡巨鼠部分食用的橡果比未被食用的橡果更容易且更快地發芽，而且這些發芽的橡果具有更長的根。

然後，研究團隊對不同程度人工損傷的橡果（模擬小泡巨鼠損傷）進行水分吸收實驗，測量其重量增加速率，並分析這些橡果中的植物荷爾蒙。

結果顯示，不同處理組之間的水分吸收率存在顯著差異。有損傷的橡果其水分吸收情形高於沒有損傷的橡果。也因為水分吸收狀況較佳，所以將橡果底部的一半移除和保持完整種皮的橡果的發芽比例都高於完整橡果組。

在自然條件下，發芽的橡果中的幾種荷爾蒙（包括吉貝素GA4、ACC、茉莉酸JA和離層酸ABA）的含量顯著高於完整的橡果。同樣，部分被小泡巨鼠食用的橡果中這些荷爾蒙的水平也顯著高於人工損傷（使用剪刀模擬小泡巨鼠損傷）的橡果。

這些結果顯示，小泡巨鼠的部分食用不僅影響橡果的水分吸收率，還對其內部荷爾蒙含量產生顯著影響，這可能是促進橡果快速發芽的關鍵因素。

接著，研究團隊在室外條件下進行橡果發芽實驗，並在實驗室和野外條件下觀察小泡巨鼠對不同處理的橡果（如未處理、GA處理、ABA處理和發芽的橡果）的儲藏行為。

結果發現，經過400毫克/升GA3（一種吉貝素）處理的橡果發芽時間顯著縮短，而經過400毫克/升ABA（脫落酸）處理的橡果發芽時間則顯著延長，相較於完整的橡果。

小泡巨鼠對完整和發芽的橡果表現出顯著的食用和儲藏偏好。發芽橡果的被食用比例顯著高於完整橡果，而其被儲藏的比例則顯著低於完整橡果。

小泡巨鼠對經不同外源荷爾蒙處理的完整橡果的食用和儲藏行為存在顯著差異。特別是，經GA3處理的完整橡果被食用的比例顯著高於未處理的完整橡果。

這些結果顯示，橡果的發芽狀態和荷爾蒙水平影響了小泡巨鼠的食用和儲藏行為。小泡巨鼠傾向於食用已經發芽的橡果，而將未發芽的橡果儲藏起來，這可能與發芽橡果的營養價值較高有關。同時，外源荷爾蒙的應用也顯示出能夠影響小泡巨鼠對橡果的選擇和儲藏行為。

最後，研究團隊萃取出不同處理的橡果的氣味，並在實驗室和半自然環境下觀察小泡巨鼠對這些氣味的反應。

在針對不同處理橡果的氣味反應實驗中，結果顯示小泡巨鼠對四種不同處理組（發芽橡果、ABA處理橡果、完整橡果、GA處理橡果）的訪問頻率、訪問持續時間或訪問總時間比例之間沒有顯著差異。然而，小泡巨鼠在發芽橡果和ABA處理橡果的氣味萃取物上的總訪問時間比例略高於完整橡果和GA處理橡果的氣味提取物，但這些差異都不顯著。

這項研究不僅揭示了橡樹種子和鼠類之間的互動機制，更深入地展示了自然界中植物與動物相互作用的複雜性。植物通過荷爾蒙調控自己的生長，以應對動物的行為；而動物則根據植物的狀態來調整自己的行為。這種相互作用，形成了一個精妙的生態平衡。

通過這項研究，我們得以一窺自然界中植物和動物相互依存、相互影響的奧秘。這不僅豐富了我們對生態系統複雜性的認識，也為我們提供了更深刻的自然保護和生物多樣性的洞見。

參考文獻：

Li Y, Yang X, Feng E, Zhao K, Zhang Z. Plant hormones mediate the interaction between oak acorn germination and rodent hoarding behaviour. New Phytol. 2023 Nov 30. doi: 10.1111/nph.19424. Epub ahead of print. PMID: 38037212.