植物的電向性：燕麥（oat）的研究

 

燕麥的花。圖片來源：維基百科

聽過「電向性」（electrotropism）的人可能不多，但是這方面的研究，從很早的時候就開始了。

這個1959年的書籍章節，詳細敘述了關於燕麥（Avena sativa）對電流的反應。研究發現，當直流電沿著燕麥穗鞘豎向或橫向施加時，穗鞘會產生彎曲反應。這種彎曲反應與電流的強度、極性以及電流施加的時間長短有關。此外，實驗以放射性生長素配合閃爍計數器觀察到，電流對於植物生長素（auxin）的運輸和分布有顯著影響。

當然大家可能會覺得他們用的技術很落後，但是別忘了這是1959年的研究。1953年華生與克里克才剛解出DNA的結構而已！

實驗也發現，當電流從燕麥穗鞘的頂部向基部流動時，會抑制生長，而當電流方向相反時，則會稍微促進生長。這些生長變化與生長素的運輸有關。生長素被認為是透過細胞內的質流運輸的，電流則可能通過影響質流來調節生長素的運輸。這些發現顯示，電流可以作為一種外部刺激，影響植物的生長方向和速度。

當燕麥的穗鞘被橫向施加電流時，它們表現出了特定的彎曲反應。這種反應取決於電流的極性和強度。研究顯示，當電流從穗鞘的一側通向另一側時，穗鞘會朝向電流的負極方向彎曲。

這種彎曲是由於電流影響了植物細胞內生長素的分布。在電場的影響下，生長素在穗鞘的不同側面分布不均，導致生長速率的差異，進而引起彎曲。這一現象進一步證明了外部電場可以作為一種影響植物生長方向和形態的因素，並且這種影響與生長素的調控密切相關。 至於根對電流的反應，當電流沿著根軸施加時，根也會產生明顯的彎曲反應；當電流沿著根軸施加時，根會朝向電流的陰極（負極）彎曲。這顯示，就像穗鞘一樣，根也對外部施加的電場敏感，並且會通過改變生長方向來響應這種外部刺激。這一發現進一步展示了電向性在植物生長和發育中的普遍性和重要性。

總體而言，這篇文章提供了關於植物電向性的深入分析，顯示了電流如何影響植物的生長反應和生長素運輸，這對於理解植物生長和發育的生物物理機制具有重要意義。

相對的，最近的研究發現，植物的電向性與生長素無關。當然，最近的研究使用的是雙子葉植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana），與單子葉的燕麥相差甚遠。但是有意思的是，它們的根都朝向陰極彎曲。

或許應該有人重新看看燕麥對電流的反應。

參考文獻：

Schrank, A.R. (1959). Electronasty and electrotropism. In: Baillaud, L., et al. Physiology of Movements / Physiologie der Bewegungen. Handbuch der Pflanzenphysiologie / Encyclopedia of Plant Physiology, vol 17/1. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-94755-1_7