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有人味的北方小澤蘭 Platanthera obtusata

人味是什麼?如果您曾經與一群剛運動完的人一起搭電梯,您可能會認為人味就是體味混合著汗水的味道。

不過,這個問題如果問北方小澤蘭Platanthera obtusata,或許會有更清楚的答案。

北方小澤蘭主要分佈在北半球,有兩個亞種,Platanthera obtusata subsp. obtusata在新大陸,而Platanthera obtusata subsp. oligantha則分佈於歐亞大陸。

過去發現,北方小澤蘭是蟲媒花,但它的媒介昆蟲是蚊子,而且是白線斑蚊。

以蚊子為授粉的媒介這筆者也是頭一遭聽過,過去對蚊子的研究知道,蚊子找到叮咬的對象主要靠:二氧化碳、溫度與水氣。遠距離時,蚊子主要是依靠二氧化碳的痕跡來找尋可能的目標;當牠越飛越近以後,溫度(體熱)、水蒸氣(汗液蒸發)以及視覺的刺激(穿的衣服或是生物的毛皮顏色)便成為辨別目標物的主要條件。

若我們以同樣的標準來看植物時,植物因為有蒸散作用,所以也會釋放出水蒸氣;至於二氧化碳,雖然植物有呼吸作用,但因為有光合作用抵銷,因此白天時二氧化碳的痕跡並不明顯。而溫度則比人要低些。所以,究竟北方小澤蘭是怎麼吸引蚊子來採蜜、進而授粉呢?

來自華盛頓大學的研究團隊,收集了不同蘭花釋放出來的氣體,以氣相層析結合質譜儀(GC-MS)分析後,發現北方小澤蘭會釋放出一些人也會釋放的氣味分子。

雖然北方小澤蘭的「人味」很淡很淡,淡到連人自己都很難察覺,但或許對於有有86個氣味結合蛋白(OBP,odorant-binding protein)與158個嗅覺受體(OR,odorant receptor)的白線斑蚊來說,這淡淡的人味再加上二氧化碳與溫度,或許就已經足夠吸引牠們前來了。

是否這些「人味」就已經足夠?研究團隊認為需要進一步做行為測試才能確定。不過,雄蚊本來就會採蜜,只是不知道這淡淡的「人味」是否是使得白線斑蚊會將北方小澤蘭列為採蜜的首選呢?

植物為了吸引授粉者前來,除了散放花香以外,有模仿屍體的、有模仿排泄物的、有把自己妝點得紅豔豔的...現在還有把自己加上一點人味的...只能說植物真的是很奇妙啊!

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

Elizabeth Pennisi. 2016/1/4. Orchids give off human ‘body odor’ to attrac…

全球基改作物種植面積首見下降

最近國際農業生物技術應用服務組織(ISAAA,International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications)發表了一份報告,報告中提到,全球的基改作物種植面積,從1996年開始上市、推廣後,在2015年首度出現了1%的衰退。

全球所有的基改作物,有四分之三種植於美國、巴西與阿根廷;而所謂的四大基改作物(玉米、棉花、大豆、白花芥)則有九成都種植在這三個國家裡。至於加拿大、印度與中國,雖然也種了不少基改作物,但由於已達飽和,所以能擴張的面積極為有限。

種植面積的減少主要來自於美國,在2015年減少了540萬英畝,約為2014年的3%;但由於巴西增加了將近五百萬英畝(比2014年增加4.7%)、阿根廷增加了百分之一的種植面積,所以一減二增,再減掉加拿大少掉的百分之五(減少種植白花芥),最後僅減少了百分之一。

減少的原因,根據ISAAA的說法,包括了消費者的疑慮、環保團體的反對、法規以及科學證據造成的阻礙等。不過,從過去幾年的增加趨勢看來,基改作物的種植可能也接近飽和了。 除此之外,去年植物生物科技公司的購併,也使得基改作物的推廣速度減緩。除了成功合併的Dow與DuPont(杜邦)以外,雖然孟山都(Monsanto)企圖買下先正達(Syngenta)最終功敗垂成,但中國化工集團緊接在後企圖購併先正達,這些對於植物生物科技公司的擴張腳步也不無影響。

雖然去年核准了「天生牌」馬鈴薯以及「北極牌」蘋果,但由於消費者的疑慮,目前包括麥當勞、溫蒂以及嘉寶(Gerber)都說他們不會採用這些基改作物。所以去年天生牌馬鈴薯的種植面積只有四百英畝,而北極牌蘋果只有十五英畝(請參考格文)。

大部份的基改作物屬於抗年年春(嘉磷塞,glyphosate )的作物。目前還有八十五種基改作物(包括抗旱玉米與抗蟲豇豆)進入田間試驗階段。

是否這就意味著基改作物的種植面積在來年會繼續下降?不知道。中國目前只有種植基改棉花,但他們正在加緊腳步開發他們自己的基改玉米與大豆;而越南在2015年首度核准種植基改玉米。這些因素都可能影響到2016以及未來的基改作物種植面積。

最後,雖然ISAAA是個非營利組織,但它的金主除了美國聯邦政府之外,也包括了孟山都。

參考文獻:

Andrew Pollack. 2016/4/13. Acre…

會數數的捕蠅草

捕蠅草(Venus flytrap,Dionaea muscipula)會數數,你相信嗎?

先前的研究已經知道,若在30秒之內連續碰兩下捕蠅草葉片內側的感覺毛(sensory hair),而且這兩下都要能夠引發捕蠅草產生動作電位(action potential,AP),這時捕蠅草就會在小於一秒的時間內把它的「蟲夾」(葉片)給關起來。關起來以後,昆蟲當然會持續掙扎,但是越掙扎「蟲夾」就越關越緊。接著捕蠅草葉片內部的消化腺(總共有超過三萬個)便開始分泌消化液,將這不幸的獵物給消化掉。

所以我們已經知道捕蠅草可以數到二...只數兩下?真的是很性急耶!不過,關起來以後,捕蠅草是否馬上就開始分泌消化液呢?

由來自歐洲與澳洲的科學家們所組成的研究團隊,想要知道捕蠅草數完「一、二!」以後發生的故事,於是他們進行了一連串的實驗。

在「蟲夾」關閉後,捕蠅草便會開始製造茉莉酸(jasmonate,JA);茉莉酸接著與它的受器COI1-JAZ1結合,接著JAZ1便會被泛素化(ubiquitination),然後分解。但是,JAZ1的泛素化與分解,會使它的表現量上昇。

有意思的是,頭兩個動作電位發生時,JAZ1與COI1的表現量維持不變,這時候茉莉酸的分泌也還沒有開始;接下來的動作電位的出現(代表被抓到的昆蟲持續掙扎),造成茉莉酸的分泌開始上昇,於是JAZ1與COI1的表現量也開始出現變化--JAZ1表現量上昇而COI1下降。

到第五個動作電位出現時,JAZ1的表現量到達最高峰(為一開始的5.5倍),這時候腺細胞內的鈣離子濃度開始上昇,接著包括幾丁質酶(chitinase)在內的許多水解酶(hydrolase)便會開始分泌了。

要產生動作電位,需要在短時間內把大量的離子運出/運入細胞。由於吃肉的生物常會從肉食中取得所需要的鈉離子,研究團隊對於捕蠅草是否會由它們吃的肉裡面取得鈉離子感到非常好奇,於是他們用飼料(內含的鈉離子較容易定量)來餵食捕蠅草。當然,用飼料餵食還是不能忘記要去刺激一下捕蠅草的葉片的!

結果發現,在餵食後6小時,捕蠅草細胞內的鈉離子濃度開始上昇,到12-24小時到達高峰並繼續維持2-3天。由於只有葉片的細胞呈現鈉離子濃度上昇的現象,這也顯示了捕蠅草的確會吸收獵物的鈉離子。

為了進一步證明捕蠅草的確會吸收鈉離子,研究團隊分析了捕蠅草的鈉離子通道蛋白DmHKT1。結果研究…