老葉的植物王國

  阿拉比卡咖啡樹。圖片來源：維基百科 身為全球最重要的幾種飲料之一，咖啡的重要性應該不需要我來說。目前最多人飲用的咖啡就是阿拉比卡咖啡，是阿拉比卡咖啡樹（ Coffea arabica ）的種子，佔全世界咖啡產量的六成。 過去的研究都認為，咖啡是在衣索比亞馴化的。有許多傳說圍繞著咖啡的馴化，最有名的大概就是牧羊人的傳說。 但是，最近的一個研究，推翻了「衣索比亞馴化說」。 美國水牛城大學的研究團隊，定序了39個不同品系的阿拉比卡咖啡，得到了結論：阿拉比卡咖啡應該是在葉門馴化。 這39個樣本包括了野生及栽培咖啡，以及從印度、爪哇和其他曾經的荷蘭殖民地地區收集到的較古老的栽培品系。為了提高資料的品質，研究團隊甚至跟倫敦林奈學會要來當年林奈用來幫阿拉比卡咖啡分類的樣本來進行定序。 這些歷史樣本的基因體資料對於研究咖啡樹的進化歷史和馴化過程特別有價值，因為它們能夠提供過去基因體狀態的直接證據，有助於理解種植品種的起源和演變。透過比較現代與歷史樣品的基因體，研究團隊得以追溯特定遺傳特徵的起源與演變過程，更清楚瞭解人為的栽培對它們產生了什麼樣的影響。 研究團隊確認了阿拉比卡咖啡樹是四倍體物種，源自兩種二倍體咖啡樹（ Coffea eugenioides 和 Coffea canephora [羅布斯塔]）。 他們利用了電腦模擬工具 FastSimcoal2 來模擬阿拉比卡咖啡樹的族群歷史，以估計雜交和多倍體化事件發生的時間。模擬結果發現，阿拉比卡咖啡樹的雜交事件（多倍體化事件）可能發生在約610,000至350,000年前。此外，他們也發現野生族群和栽培祖先族群大約在30,000年前分裂。 至於他們為什麼認為阿拉比卡咖啡是在葉門馴化，主要是因為歷史記錄和基因體資料。 據記載，15世紀至16世紀間，咖啡的栽培在葉門已經開始，並逐漸成為當地文化的一部分。此外，據稱葉門是咖啡從非洲走向全球的起點。 而基因體資料分析則發現，栽培品系和大裂谷以東野生品系展示了較低的遺傳多樣性和較高的遺傳相似性，這可能是由於歷史上的人工選擇和栽培馴化活動。這個區域就是現在的葉門，也就是說，阿拉比卡咖啡可能就是在15世紀的葉門開始馴化。 因此，研究團隊認為，阿拉比卡咖啡並不是如傳說所言，在衣索比亞馴化；而是在葉門。 不過，研究團隊也發現，相比於許多作物，咖啡的基因多樣性要...

  攝影：李鍾旻 巧克力已經成為現代人不可少的點心，不論是甜的牛奶巧克力、苦的黑巧克力，都各自有擁護者。過去的研究認為，巧克力的原料來源可可豆（但不是豆科喔），是由來自中南美洲的可可樹（ Theobroma cacao ）所產生。 過去的研究發現，可可樹應該是在巴西與秘魯之間的邊界以及哥倫比亞-巴西的南部邊界馴化[1]，一開始可能是為了食用它的果肉而非種子[2]。考古的證據可以回溯到公元前二千年左右[3]。最早利用可可的可能是奧爾梅克人（Olmec），在大約公元前600年傳播到馬雅人族群[4]。 由於可可在中南美洲的許多個在地文化中都有非常重要的地位，因此若能從不同的來源進行更多的研究，應該可以瞭解到這個植物在數千年來的變化與傳播情形。 最近有研究團隊，透過對來自352件考古物品的378個陶器殘留物進行分析，有了新的發現[5]。 這些陶器殘留物橫跨了約5000年，代表了19種古代人類文化，這些文化分布在南美（厄瓜多爾、哥倫比亞、秘魯）和中美洲（墨西哥、貝里斯、巴拿馬）。這些文化主要散布在太平洋沿岸，包括： - 南美洲：如瓦爾迪維亞（Valdivia，約公元前3900年至公元前1400年）、馬查利拉（Machalilla）、喬雷拉（Chorrera，約公元前1000年至公元前350年）等文化，從太平洋海岸最早的陶器製作人民到幾個千年的文化。  - 中美洲：如奧爾梅克（Olmec，約公元前1800年至公元前1000年）、馬雅（Maya，約公元前600年至公元250年）、巴拿馬文化（Panama，約公元前1500年至公元600年）等。 地理上，這些文化的遺址從南美洲的亞馬遜地區到太平洋沿岸，再到中美洲的馬雅地區，顯示了一個廣泛而複雜的可可使用和交易網絡。這些文化的遺址不僅反映了可可在這些區域的廣泛使用，也顯示了古代人類如何透過貿易和文化交流，將可可從其原生地亞馬遜地區傳播到更廣泛的地區。 基於考古基因組學和生化方法對前哥倫布時代文化的陶器殘留物的分析，研究團隊發現在中全新世時期（Middle Holocene，大約是從今天起算回去約5000至6000年前），南美洲的人類就透過文化互動，如貿易和可能的遷移，促使了地理上相距遙遠的可可種群之間的基因混合。這種基因混合有利於可可樹適應新環境，並形成了當今可可樹種群和其知識的基礎。 研究團隊發現...

  圖片來源： Science 想像一下，如果地球上沒有植物，我們的生活會怎樣？沒有新鮮的水果和蔬菜，沒有蔥鬱的樹木，甚至沒有紙張和家具。植物不僅美化了我們的世界，還在我們的日常生活中扮演了無數的角色。最近，科學家進行了一項有趣的研究，他們調查了全球各地人們是如何利用植物的。他們發現，人類使用了多達35,687種不同的植物，用途多得令人驚奇！ 這些植物被分為十大類別。有的用來做食物，比如你每天吃的蔬菜、水果和穀物。有的用來餵養動物，比如牧場上的牧草和飼料。還有些植物甚至用來餵養蜜蜂和蠶，讓我們能享用美味的蜂蜜和柔軟的絲綢。此外，植物還可以用作建築材料，比如木頭和纖維；作為燃料來源，比如木炭和生物酒精；甚至用於社會活動，比如宗教儀式和傳統醫藥。 但是，科學家們也提醒我們，雖然植物對我們來說非常重要，它們並沒有得到應有的保護。即使全球有17%的土地被劃為保護區，但這些區域並未充分保護植物的多樣性和獨特性。特別是在中美洲、非洲之角和南亞這些地方，雖然有許多特殊的植物被人們廣泛使用，但這些地區的保護措施並不充分。 這就像是我們有一個珍貴的寶藏，但是我們卻沒有好好保護它。植物不僅美麗，還支持著我們的生活，所以我們需要更加努力地保護它們。科學家呼籲，我們應該更加重視這些特別的植物，保護它們的生活環境，並保持它們的多樣性和獨特性。這不僅是為了我們自己，也是為了未來的世代，讓他們也能享受到植物帶來的美好和益處。 通過這項研究，我們不僅了解到了植物的重要性，還看到了保護植物多樣性的迫切需要。這是一個對我們的提醒，每一棵植物都有其獨特的價值和作用，我們應該珍惜和保護它們。希望在不久的將來，每個人都能參與到保護植物、保護我們美麗星球的行動中來！ 想瞭解更多嗎？請看 完整版 或直接閱讀論文   參考文獻： S. Pironon et al. The global distribution of plants used by humans. Science 383, 293-297(2024). DOI:10.1126/science.adg8028

  全球利用植物分布圖。圖片來源： Science 我們的日常生活少不了植物。全球各地的人們利用的植物可說是五花八門，最近的一項大型研究探討了人類所利用植物的全球分布情況，以及這些植物的多樣性和特有性（endemism）熱點與更廣泛的植物多樣性模式和保護區域之間的重疊情況。研究涉及35687種被人類利用的植物種類，包括食品、藥品、材料等10種用途類別： 1. 人類食物（包括飲料和添加劑） 2. 脊椎動物食物（例如牧草和飼料） 3. 無脊椎動物食物（例如供蜜蜂或蠶食用的植物） 4. 材料（例如木材、纖維） 5. 燃料（例如木炭、酒精） 6. 社會用途（例如麻醉品、儀式、宗教用途） 7. 毒品（對脊椎動物和無脊椎動物均有效） 8. 藥物（用於人類和獸醫） 9. 環境用途（例如間作、防風林、觀賞植物） 10. 基因來源（例如作物野生親緣） 研究結果顯示，被人類利用的植物多樣性與總體植物多樣性一致，支持了同時保護物種多樣性及其對人類的貢獻的潛力。然而，這些植物的多樣性在現有的保護區域內普遍未受到充分的保護。 研究團隊發現，中美洲、非洲之角和南亞的原住民土地擁有不成比例的被利用植物多樣性，但這些地區的保護區域與被利用物種的豐富度呈負相關。因此，研究團隊強調了保護包含大量被利用植物和傳統知識的區域的重要性，並將其作為實施昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架的優先事項。 除此之外，研究團隊還對植物利用的地理模式進行了細分，所有10個用途類別的被利用植物物種豐富度的緯度變化都大致一致，均在熱帶地區較高，隨著緯度的升高逐漸下降。 研究提出了關於保護地區的重要見解。儘管目前保護地區佔地球陸地面積的約17％，但它們只保護了一小部分植物多樣性和生態系統服務。研究顯示，擁有大型保護區網絡的地區並不比非保護區域擁有更多或更獨特的被利用植物物種。因此，研究強調了在未來基於區域的保護規劃中考慮植物多樣性及其對人類的貢獻的迫切需要，特別是在實施全球生物多樣性框架目標4（旨在到2030年保護全球30％的陸地面積）時。 總之，這篇論文顯示了人類利用植物的全球分布模式，強調了保護這些物種及其生物文化多樣性的重要性，並指出當前保護區域在保護這些物種方面的不足。這對於制定有效的保護策略和實現永續發展目標非常重要。 參考文獻： S. Pironon et ...

  海甘藍。圖片來源： 維基百科 在布萊恩費根的《 漁的大歷史 》裡面提到古代的人吃海鮮，但是，古代的人應該不會只吃貝類、魚類吧？日本人懂得吃紫菜，中國人也會吃些海藻，難道歐洲人就只會吃魚、貝類？ 當然不會是這樣。在最近的研究中，研究團隊探討了古代歐洲人類對海藻和淡水水生植物的食用。研究團隊分析了來自74名個體的牙結石樣本，找到了海藻、淡水藻類和水生植物的生物標記物。 這些古代歐洲人的分布，從南部西班牙到北部蘇格蘭的奧克尼群島等不同地區。這些地區涵蓋了從中石器時代和新石器時代到青銅時代和早期中世紀的不同歷史時期。 根據分析，古代歐洲人食用的海藻和水生植物包括： 海藻：如拉弗（laver， Porphyra umbilicalis ），在威爾斯仍有食用。 淡水水生植物（macrophytes）：例如黃睡蓮（ Nuphar lutea ）、白睡蓮（ Nymphaea alba ）和波塔莫格頓水藻（ Potamogeton pectinatus ）。這些植物的根和塊莖在歐洲的中石器時代和新石器時代的遺址上有考古證據，但通常未被認為是古代歐洲飲食的一部分。 海甘藍（ Crambe maritima ）：被普林尼提及為船員的抗壞血病療法。 他們發現，這些資源的食用不僅在新石器時代的農業轉型期間持續存在，甚至一直延續到早期中世紀，顯示這些現今在歐洲很少食用的資源在歷史上曾是飲食的常規部分。 這項研究強調了了解古代食物資源對於重建過去非常重要，同時對於今天改善飲食和食物供應的環境影響也有所啟示。這些發現顯示，海藻和淡水水生植物在古代歐洲的飲食中可能比以往認為的更為重要。 參考文獻： Buckley, S., Hardy, K., Hallgren, F. et al. Human consumption of seaweed and freshwater aquatic plants in ancient Europe. Nat Commun 14, 6192 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41671-2

  圖片來源： 維基百科 。 當有人在山裡失蹤時，如果確知此人已經罹難，找遺體就好比大海撈針。最近美國的田納西大學的研究團隊想到了一個方法：利用植物來尋找人類遺體。 怎麼說呢？當人往生後開始腐敗時，細菌與真菌分解遺體導致氮元素的釋出。因為氮元素是植物的必需元素，且在環境中經常不足，所以在植物吸收了氮元素以後，應該會造成光合作用變得更旺盛。過去的研究也知道，光合作用旺盛的植物，會產生比較多的紅色螢光（葉綠素進行光合作用的副產物），同時葉片的反射也會有不同。 可是，會釋放出氮元素的不只是人類的遺體，其他動物的遺體也一樣會釋出氮元素啊？研究團隊認為，如果除了監測螢光與葉片反射之外，可以再加上監測一些只有人會發出的化學信號--例如說，人吃的東西裡面可能有比較多的食品添加物、或者這個人抽煙所以體內有尼古丁等化學物質--這樣是不是就可以更準確的偵測到人類遺體的存在呢？ 想法是很有趣，只是不知道實際上是否可行...但這個研究讓筆者想到，小時候長輩都說「夜總會」附近的竹林的竹筍都長得又大又肥，大概也是相同的道理。 參考文獻： Holly Brabazon, Jennifer M. DeBruyn, Scott C. Lenaghan, Fei Li, Amy Z. Mundorff, Dawnie W. Steadman, C. Neal Stewart. Plants to Remotely Detect Human Decomposition? Trends in Plant Science, 2020; DOI: 10.1016/j.tplants.2020.07.013