自然香氣的守護：植物氣味如何保護作物免遭動物侵害

 

羽葉石南香。圖片來源：維基百科

人類種植作物，當然是提供給自己使用，而不是給其他生物使用的。因此我們有了農藥來防止蟲害、病害，但是昆蟲之外的其他動物取食卻比較難防止。因為牠們體型較大，所以要用農藥來防止也相對困難得多。另外是，即使是對昆蟲，有時因為宗教或理念，我們也並不那麼想要趕盡殺絕。

當然，我們可以用忌避劑，忌避劑（repellent）是用於農業和園藝中，用以防止動物和昆蟲對植物的取食或損害的藥劑。它們通常能夠發出強烈氣味或具有不好的味道，以驅趕特定害蟲或動物的化學物質。它們不傷害動物，只是讓它們遠離作物。忌避劑可以是自然來源的，也可以是合成的，並且它們的使用需要考慮到環境影響和對目標以外生物的影響。

傳統的忌避劑通常包括自然物質，如辛辣植物油（例如辣椒油）、強烈氣味的物質（如大蒜油或魚油），以及某些商業化學品。這些物質利用害蟲或動物的嗅覺或味覺敏感性，以避免它們接近或取食作物。

商業化學忌避劑通常效果都很好，但是對環境或多或少會造成負擔。最近有一個研究，想要利用小袋鼠（wallabies）不喜歡的氣味來防止牠們吃灰桉（E. punctata）。

研究團隊發現，小袋鼠不喜歡一種芸香科植物羽葉石南香（Boronia pinnata）的味道。當然，我們可以在灰桉旁邊種羽葉石南香，但是這麼一來羽葉石南香有可能會搶走灰桉的水分與養分，如果長得比灰桉快，更可能會搶走灰桉的陽光。

所以研究團隊想，如果可以開發羽葉石南香的忌避劑，那樣就不用擔心小袋鼠，也不需要種植羽葉石南香在灰桉旁邊了。

但是，萬一小袋鼠不喜歡羽葉石南香只是都市傳說怎麼辦？所以研究團隊設計了一系列的實驗。

研究團隊做了三種人工氣味：虛擬鄰居：信息性、非信息性和翻轉比例。

信息性虛擬鄰居當然就是含有羽葉石南香關鍵氣味，而且比例是正確的。

非信息性虛擬鄰居則是由七種新的揮發性有機化合物（VOCs）組成，這些化合物在羽葉石南香中被檢測到，但未達到研究者設定的可靠性閾值。換句話說，這些化合物對小袋鼠應該是沒用的。

翻轉比例虛擬鄰居則是將信息性虛擬鄰居中的信息性VOCs的相對量進行反轉。這個處理旨在測試信息性VOCs的相對量對保護效果的影響，而不僅僅是它們的存在與否。

另外，還有程序控制虛擬鄰居就是空的虛擬鄰居氣味分配器。這個處理旨在確保任何草食動物啃食效應不是由於氣味分配器本身的存在。做實驗就是要這麼認真啊！

研究團隊將六種處理（包括真實羽葉石南香、信息性虛擬鄰居、非信息性虛擬鄰居、翻轉比例虛擬鄰居、程序控制和未處理對照）部署在研究場地的地塊中，每種處理有15個地塊，地塊之間至少相隔50米。在每個地塊中，將五個虛擬或真實鄰居放置在一個圓圈（半徑1米）周圍，圓圈中心是一株灰桉幼苗。對於虛擬鄰居，人工氣味（總量為2.96毫升）被放置在一個玻璃琥珀擴散瓶中，並放置在一個訂製的氣味分發器中。為了評估處理的有效性，研究人員量化了境內第一次被草食動物啃食灰桉幼苗所需的時間。

結果發現，當灰桉幼苗被放置在信息性虛擬鄰居中時，草食動物啃食的時間與真實羽葉石南香相當，這顯示信息性虛擬鄰居可以提供與真實植物相當的保護效果。具體來說，灰桉幼苗被放置在未處理對照組中最快被啃食，而被放置在信息性虛擬鄰居中最慢被啃食，這顯示信息性虛擬鄰居可以提供與真實植物相當的防止被草食動物啃食的保護，也就是說，小袋鼠的確不喜歡羽葉石南香的氣味，而以正確比例羽葉石南香的氣味製作的「香水」也的確可以防止小袋鼠吃灰桉。

參考文獻：

Finnerty, P.B., Possell, M., Banks, P.B. et al. Olfactory misinformation provides refuge to palatable plants from mammalian browsing. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-024-02330-x