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不只是飛翔的帆：揭秘果實翅膀在種子發芽中的關鍵作用

 

有翅與無翅的種子。圖片來源：論文

生物演化出種種機制來幫助自己，或者說，就算它產生了什麼新的機制，如果對它的生存沒有幫助的話，這樣的新機制大概很容易就會被淘汰。

通常我們看到植物的種子有翅膀（wing），大概都會認為是一種幫助種子散播得更遠的裝置。

但是，有一種菊科植物Anacyclus clavatus，它會產生有翅與無翅的果實。一開始產生的是有翅的，後來產生的是無翅的。由於無翅的種子發芽的時間比較長，就讓研究團隊感到好奇：莫非這種植物的翅膀有其他的功能？

研究團隊先測試果實的吸水速度。測試發現，有翅的果實比無翅的果實吸水速度更快，量也更多。接著，他們透過切割翅膀或用石蠟封閉翅膀來防水。結果觀察到封閉翅膀會延遲種子發芽（從小於5天到25-30天），而切割翅膀則對發芽時間沒有顯著影響。這意味著翅膀不僅有助於種子的散播，還可能通過增加與水的接觸面積來促進種子發芽。

接著研究團隊以不同濃度的聚乙二醇 (PEG) 8000修改了果實的水勢 (ψ)，來觀察種子發芽的情形。他們使用了四種水勢環境，0、-0.5、-1.0、–1.5 MPa 。在降低水勢的條件下，無翅果實的種子發芽受到了顯著延遲，而有翅果實的種子幾乎不受影響。

研究團隊注意到，無翅果實的果皮顯著比有翅果實的果皮厚。於是他們在果實的遠端上部輕微切開果皮，以促進胚胎吸水。研究團隊以手術刀切開果皮，但不接觸胚胎或翅膀。進行胚胎切割後，通過四氮唑試驗（Tetrazolium test）確認了大多數胚胎沒有受到果皮切割的損傷。實驗結果發現，實驗性開放果皮可以顯著增加種子的發芽概率，這顯示果皮的物理屏障可能影響種子的吸水和發芽。

這些結果顯示，Anacyclus clavatus的果實翅膀在種子的發芽過程中扮演了重要角色，特別是在促進水分吸收方面。這項研究挑戰了果實翅膀僅用於散播種子的傳統觀點，並提出了翅膀在種子發芽和幼苗建立過程中也可能有重要作用的新觀點。

參考文獻：

Torices R, DeSoto L, Cerca J, Mota L, Afonso A, Poyatos C. Fruit wings accelerate germination in Anacyclus clavatus. Am J Bot. 2024 Jan 21:e16272. doi: 10.1002/ajb2.16272. Epub ahead of print. PMID: 38247016.
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