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含羞草會學習?

動物可以透過反覆練習來學會一項技能,植物是否也有學習的能力呢?

要測試植物是否能學習,首先就會遇到一個問題:如何建立一個系統證明植物會學習。畢竟植物不是動物,身為動物的我們,要教導植物某一件事或許不難,但是要如何幫植物「考試」、確定它已經會了,這部分可真的不簡單。

來自澳洲的研究團隊,決定以含羞草(Mimosa pudica,the sensitive plant)為樣本進行測試。研究團隊做了一個植物的「大怒神」系統,可以讓含羞草在相同的短時間內往下垂直掉落15公分。當含羞草坐完「大怒神」以後,它的葉子會閉合一段時間再慢慢打開;等到它的葉子完全打開以後的5-10秒,再讓它坐一次「大怒神」。

這樣反覆在一天內進行60次(含羞草:我不要坐那麼多次大怒神啦!)以後,研究團隊發現含羞草的反應變小了。而且,在高光度與低光度下生長的含羞草,對於反覆刺激的反應明顯的不同;在低光度(每平方公尺每秒照射90微莫爾的光子)下的含羞草,在反覆刺激以後,很明顯的有反應變小的現象。

但是,這真的是學習行為嗎?會不會是含羞草被搖到彈性疲乏了?為了證明含羞草不是因為被搖到彈性疲乏,研究團隊設計了另一種刺激:「大地震」!將植物放在震盪器上面,以每分鐘250下的速度搖五秒。如果換另一種刺激,含羞草可以馬上做出反應;就顯示了它並不是彈性疲乏,而是對於同一種刺激的反覆出現,它習慣了、並決定不予理會。

實驗結果發現:坐過幾十次「大怒神」的含羞草,在換玩「大地震」以後,還是可以立即做出反應。這顯示了,含羞草真的有學習的能力唷!只是,為什麼在高光度下(每平方公尺每秒照射230微莫爾的光子)的含羞草在反覆刺激以後,反應不會明顯變小呢?

讓我們先想想含羞草為什麼要「羞」。我們都知道含羞草只要一碰,葉片就會閉合;如果碰觸的強度夠高,不只是葉片會閉合,連葉柄也會跟著下垂。碰觸的刺激意味著什麼呢?

在自然界,碰觸的刺激表示附近可能有吃草的動物開始「甲崩」。而閉合的葉片與下垂的葉柄,可以讓含羞草在食草動物的視覺範圍內消失(請參考下面兩張取自維基百科的圖)。

草不見了,吃草的動物當然就不會去吃它;所以含羞草藉著「害羞」的動作,可以減少自己被吃掉的機率。但是,葉片閉合同時也意味著進行光合作用的面積減少了。對植物來說,減少光合作用是非常不利的,所以過一段時間之後,如果沒有更多刺激,含羞草就會把葉片慢慢打開。

在高光度的狀況…

世界最好的棉花與世界最多的棉花

記得以前聽到純棉製品的廣告時,總是會強調是使用最好的棉花,而最好的棉花是「埃及棉」或稱為「海島棉」;查了一下資料,發現海島棉(Sea Island Cotton,Gossypium barbadense)的確是最好的棉花,主要是因為它的纖維較長、光澤較好。相對的,高地棉(upland cotton,Gossypium hirsutum)的纖維沒有那麼長、光澤也較差。


但是,世界上九成的棉花都來自於高地棉;包括美國國家棉花總會(National Cotton Council of America)所對外大力推銷的,都是高地棉。究竟海島棉怎麼了呢?

原來,在十八世紀,當美國人一路由大西洋岸深入內陸墾荒時,他們很快的發現:最好的棉花,不喜歡美國內陸的氣候。海島棉在美國內陸,因為氣候太乾燥,就無法開花,只有高地棉會開花。

讀者可能會說:那就改種高地棉不就得了?不過,在當時決定改種高地棉,會帶來另一個問題:沒有脫籽機可以用。原來印度已經開發了適合海島棉用的脫籽機 Churkka gin,但這個脫籽機卻無法為高地棉脫籽。為什麼呢?因為高地棉的種子黏性較強。

這個問題,直到1793年,惠特尼(Eli Whitney)發明了適合為高地棉脫籽的軋棉機(cotton gin)之後,才真正解決。否則,用人工脫籽,一個人一天頂多只能弄一磅;這樣根本不可能產生經濟規模啊!據說惠特尼是看到貓抓鳥的時候,從貓爪得到靈感的;不過這部分還有待證實。

在軋棉機發明之後,八年內棉花產量提升25倍,到1820年更超過90倍。這些絕大部分都是高地棉;海島棉在美國只種在加州,另外西德州也有少量栽種,只佔美國棉花總產量的5%而已。

所以,雖然海島棉是世界最好的棉花,但因為種植它的國家的氣候的緣故,它卻不是世界產量最大的棉花喔!

參考文獻:

Pietra Rivoli。2006。一件T恤的全球經濟之旅。日月文化。ISBN:986-7057-41-4

植物帝國:七大經濟綠寶石與世界權力史。華滋出版。

北美大陸的野生蘋果Malus coronaria

記得小學的時候,每次去遠足(那時候不叫做校外教學),媽媽都會給我們帶壽司(因為可以冷吃而且醋飯不容易壞掉)跟一些點心,還有一顆蘋果(Malus domestica)。媽媽的概念就是,出遠門就是要帶點好的東西;但是有一次姐姐咬了一口蘋果,覺得不好吃扔了,從此遠足就沒有蘋果了。還記得那時媽媽說:蘋果是進口的很貴,不愛吃就不要買!所以一開始對蘋果的記憶就是:這是一種很貴的水果。

那時候台灣的蘋果都是由美國進口,應該大部分都是五爪(Red Delicious)。五爪又大、又紅,拿出去送禮很體面,但其實味道沒有特別好;至少我不愛它的口感不夠脆。

後來台灣開始在梨山上種水果,從桃子、梨子開始,等到蘋果開始生產,慢慢變得比較普遍後,蘋果開始進入台灣人的家庭;等到WTO之後,大量的進口蘋果出現在超市,蘋果開始成為一種普通的水果。

作為一種受歡迎的水果,蘋果的祖先其實是中亞的新疆野蘋果(Malus sieversii)。由於蘋果有自體不相容性(self-incompatibility),所以一定需要其他品系的蘋果樹在附近才能結果;造成蘋果的繁殖一定要靠著嫁接等無性繁殖技術,才能將好吃的蘋果的品系一直保存下來。

如此一來,在人類邁入農耕的早期,是不可能學會如何種蘋果的;或者說,種了但無法進行育種。要等到累積了相關的農業知識以後,才有可能開始改良蘋果的品種。而這個時間點,已經是希臘古典時期,距離人類學會農耕已經有八千年(1)!

不過,人們真的很喜歡蘋果。或許是因為蘋果的高果糖含量,畢竟果糖的甜度相對於葡萄糖與蔗糖都要高;不管是什麼原因,自從人類學會如何繁殖蘋果以後,到現在全世界已有大約7,500個不同品系的蘋果;而當他們遠渡重洋到美洲建立殖民地時,也不忘記帶著家鄉的蘋果到新大陸去栽種。

但是美洲大陸沒有野生的蘋果嗎?有的,根據Frank Browning,美洲大陸的野生蘋果就是Malus coronaria(2)。

北美野蘋果俗名為 sweet crabapple 或 garland crab,果實直徑大約 2.5-3.7公分(3),據說果實綠綠小小的,酸澀難以入口。而新疆野蘋果果實直徑可達 7公分(4),為蘋果屬裡面野生品系最大的。

雖然北美有野生蘋果,但由於北美缺少有大種子的禾本科植物,雖然馴化了南瓜、向日葵、菊草與藜菜,這些植物要作為主食都有難度,使得北美的原住民一直沒有足夠的動…

下次吃到辣椒,喝點牛奶或吃點甜的吧!

你愛吃辣嗎?辣椒(chili peppers)原產於美洲,大約在一萬五千年左右,當第一批人類到達美洲時,就開始馴化它了。這種茄科(Solanaceae)辣椒屬(Capsicum)的植物很容易栽種、也很容易雜交,從那時開始到現在,全世界的辣椒已經有非常多不同的品系了。

夏天胃口不好時,媽媽們就會做點辣的食物來幫大家開胃一下。筆者不嗜辣,不過有時吃點辣也蠻開胃的;但有時吃著吃著不小心咬到辣椒、或是低估了食物的辣度、甚至是不小心手殘,要加一點辣椒醬卻加了一整瓢,於是越吃越辣的時候,要怎麼辦呢?

有人會喝水止辣,甚至馬上把一整杯的冰水灌下去...有效嗎?

根據新墨西哥州立大學的 Paul Bosland教授的研究,喝水是不可能止辣的。

喝酒也沒用。水或酒只能把辣椒素(Capsaicin)從舌頭上洗掉一些,但是沒有止辣的效果。

那麼要怎麼止辣呢?根據 Bosland的研究,喝牛奶是最有效的!牛奶裡面的蛋白質,可以阻斷辣椒素對舌頭上受器的作用。


我們之所以會感受到辣,是因為辣椒素與舌頭上面的受器結合後,送出的信號跟我們舌頭被燙到的信號是相同的;所以我們吃到辣椒的時候,還會流汗。而牛奶可以阻斷辣椒素與舌頭上受器之間的作用,其他的乳製品,如酸奶或冰淇淋,也可以有類似的效果。

如果馬上找不到牛奶或乳製品,甜的東西也可以止辣,雖然效果會差一點。吃點糖、蜂蜜或甜點,也可以止辣。除了糖以外,碳水化合物也有效。

由於碳水化合物有止辣的效果,一般而言紅辣椒的辣度會比綠色的辣椒要低一點;因為紅辣椒裡面的糖份比較高。

所以,下次不小心吃到辣椒,可別再猛灌水囉!

參考資料:

2016/7/19. Milk works best to extinguish the heat from chile peppers. Science Daily.

觀賞鳳梨其實不是鳳梨喔!

大家都看過觀賞鳳梨,不過很多觀賞鳳梨,其實它們並不是真的鳳梨喔!它們跟可以吃的鳳梨是同科不同屬,所以嚴格來說,並不能說它們是鳳梨呢!

如上面介紹的三種在台灣常見的觀賞鳳梨,在分類上就都不一樣。

擎天屬(Guzmania
紅苞鳳梨屬(Billbergia
彩葉鳳梨屬(Neoregelia

而可以吃的鳳梨,在分類上是屬於鳳梨屬(Ananas)。

它們都屬於鳳梨科(Bromeliaceae)、鳳梨亞科(Bromelioideae)下面的大家庭,但不是都在鳳梨屬下面喔!

除了上面三種觀賞鳳梨以外,另外還有蜻蜓鳳梨(Aechmea)、無柄鳳梨(Cryptanthus鳥巢鳳梨(Nidularium空氣鳳梨(Tillandsia鶯歌鳳梨(Vriesea,都是同科不同屬的植物。其中空氣鳳梨與鶯歌鳳梨與其他的觀賞鳳梨的親緣更遠,它們是同科不同亞科,空氣鳳梨與鶯歌鳳梨是鳳梨科鐵蘭亞科(Tillandsioideae)的植物~


不過,有些可以吃的鳳梨,在結果時產生畸形或變異,也可以當作觀賞用。例如農業試驗所嘉義分所在十年前培育出來的「帝王鳳梨」,每兩萬顆會出現一顆變異(如上圖),農民就會保留下來自用或送人!

資料來源:

行政院農業委員會農業試驗所。台灣的鳳梨。遠足文化。

2015/8/16。陳俞霈。大隻佬帝王鳳梨 享譽在田間。中國時報。

植物提早發芽究竟是氣候變遷?還是光害?

近幾年來,幾乎每年都有報導提到:哪裡的植物提早開花啦、或者在不該開花的時候開了花等等,大家大都把這個現象歸因於人造成的全球暖化與氣候變遷,但大家都忘了植物對另一個環境因素更敏感:光。

英國的一群科學家,為了想要找出到底是什麼影響到植物最大,他們動員了公民科學家在全英國記錄四種樹在冬去春來時發芽的時間,將得到的數據與NOAA的DMSP OLS記錄下來的光害(light pollution)情形,以及英國氣象台的溫度數據(以五公里 x 五公里的方格來劃分),進行了長達12年(1999-2011)的分析。

分析的結果發現,溫度對於樹木發芽的影響不大,真正影響樹木在冬去春來時發芽的主要因素竟然是光害!尤其對於其中三種較晚發芽的樹:歐洲山毛櫸(Fagus sylvatica)、夏櫟(Quercus robur)與歐洲白蠟樹(Fraxinus excelsior)影響較大。對早發芽的樹如梧桐(Acer pseudoplatanus)則無影響。

其中尤其以歐洲白蠟樹,比對有光害與無光害的地區,在光害區的樹整整提早了一週(7.5天)發芽!

當然,研究團隊發現溫度也有一些影響:以歐洲白蠟樹為例,當溫度較低(攝氏四度)時,光害區的樹雖然還是比無光害區的樹提早發芽,但只提早了五天。當氣溫上昇到攝氏八度時,有光害區的樹提早了一週發芽。

或許我們該仔細思考,要怎樣使用夜間光照才適當了。

參考文獻:

ffrench-Constant RH, Somers-Yeates R, Bennie J, Economou T, Hodgson D, Spalding A, McGregor PK. 2016. Light pollution is associated with earlier tree budbrust across the United Kingdom. Proc. R. Soc. B 283:20160813. http://dx.doi.org/10.1098.rspb.2016.0813

【推薦序】植物也許正竊笑著

植物比你想的更聰明:植物智能的探索之旅
Verde brillante. Sensibilità e intelligenza del mondo vegetale
作者: 司特凡諾・曼庫索, 阿歷珊德拉・維歐拉 Stefano Mancuso, Alessandra Viola
譯者:謝孟宗
出版社:商周出版
出版日期:2016/07/09
ISBN:9789864770526

這本書我第一次看到是在出版之前,商週出版的編輯把書稿寄給我,詢問是否有意願推薦這本書。

我花了一下午把它看完。不是內容不豐富,而是太有趣,拿在手裡就很難放下,不看完很難過。

當然,我就答應商週出版推薦這本書了。這麼好看的書,不推薦對不起良心呢!而且翻譯得很流暢,當初收到書稿時真覺得頗驚訝,等到書正式上架後才發現,原來譯者也得過許多文學獎項,可見好書遇到好譯者真的可以相得益彰。

以下是我的推薦序,如果您買了這本書,當然也可以看到。

多年前,在家中的院子裡種下一株炮杖花(Pyrostegia venusta);天真的我,以為它會乖乖的長在我希望它長的地方,「不會亂長」。於是,從此就展開了和它(他?)之間的永恆的對抗。

嗯,「亂長」是我想的,從它的角度看來,它不過是想要找個陽光充足的地方而已。不到一年的時間,它已經從不及三尺長到二樓;接著它繼續往三樓生長,最後爬滿外牆。

很美嗎?美!但是颱風一來,整堆整堆的藤蔓不敵風之神威,通通都躺在院子裡,還有一部份入侵到鄰居的院子。當然要整理囉!鄰居抱怨、我看著這一堆也難過,拿出工具一陣狂砍亂剪,自以為它已然絕跡;卻沒想到,它在短短數個月內捲土重來,幾乎奪回了他所有的領土。

從此,每年我都要跟它展開領土的拉鋸戰;很慚愧的說,每年的領土拉鋸戰,都是人類獲取短暫的勝利,植物獲取長久領先的地位。這樣也並非沒有好處,至少對於初次來到那一帶的路人來說,總會以為我家是空屋ㄧ棟。

植物的神奇,就在這裡。但是,不能沒有植物的人們,也因為植物這些神奇的特性,對植物有許多偏見。刻意的忽視植物、不把植物當作生物之一:瞧瞧宗教裡,所謂的「不殺生」竟然是吃植物不吃動物!好像植物就沒有生命一樣。

植物怎麼會沒有生命呢?就如本書中說的,植物會的本事可多了!植物除了無眼而能見、無手而能抓以外,總共具備了將近二十種感覺機能;這可不是遲鈍如人可以望其項背的。不過,我們刻意的忽視植物的這些能…

霞櫻的黑熊便車

全球暖化已經成了地球上所有生物的大考驗。動物可以遷徙,往高緯度(latitudinally)或高海拔(altitudinally)移動;但是不能移動的植物要怎麼辦呢?

雖然植物不能移動,但是種子可以經由水力、風力與動物的散播,前往遠處。不過,可以藉風散播的植物種子,或許可以乘風往高緯度或高海拔移動(只要風向對的話)。水力就要看河流、洋流的方向了。運氣好,可以往高緯度移動;運氣不好,就只能往低緯度與低海拔地區移動了。至於藉由動物移動的種子們,又怎麼能控制動物移動的方向呢?

來自日本的研究團隊,以當地的本土植物霞櫻(Prunus verecunda)作為研究標的,在2010-2013年於日本中部,研究亞洲黑熊(Asiatic black bear,Ursus thibetanus)與日本貂(Japanese martens,Martes melampus)的糞便裡面的霞櫻種子發現,這兩種動物會在春夏兩季將霞櫻的種子帶往山頂。由亞洲黑熊帶上去的佔八成,其餘則由日本貂來達成。


研究團隊是怎麼知道這些霞櫻種子屬於較低海拔區域的呢?原來,氧原子有兩種同位素,一種是18O,另一種是16O。過去的研究發現,越往高海拔移動,這兩種同位素的比值( δ18O,18O/16O)就越小。所以,如果牠們糞便中的霞櫻種子的氧同位素比值,與同海拔地區的其他植物組織內的比值不同,就代表這些種子是來自於不同海拔高度;而如果呈現負相關(也就是往高海拔δ18O反而提高),就代表了這些種子是由低海拔區域帶上去的。而由比值的變化程度,更可以計算出這些種子大約是來自於哪一個海拔高度呢!

分析霞櫻種子裡面的氧同位素比例發現,亞洲黑熊平均約可以把種子往高海拔區域移動750公尺,而日本貂因為體型較小,只能往上移動460公尺。不過,即使只有升高海拔460公尺,溫度也已經降低了攝氏1.3度;至於750公尺則可以降低攝氏2度,以目前全球的升溫狀況來看,對霞櫻來說也已經足夠維持它們的生存。


當然,不論是亞洲黑熊還是日本貂,都並不會刻意把種子帶上去。牠們都是雜食性動物,在春夏二季,受到了霞櫻香甜的果實吸引,在連果肉帶種子地吞食下去後,接著便意猶未盡地往高海拔地區移動,繼續尋找其他的果實或嫩葉。種子在經過牠們的腸道後,大約45個小時後(以亞洲黑熊為例)便隨著糞便排出,若那時牠們剛好在更高海拔區採食,種子便到了高海拔的地區。

當…

與南瓜共舞的南瓜蜂

南瓜蜂(Peponapis pruinosa)又名專家蜂,他們只幫南瓜屬(Cucurbita)的植物授粉。

南瓜蜂與南瓜屬植物都是美洲特產,目前南瓜蜂的分佈區域包括了墨西哥中部以及美國東南部;但南瓜屬植物原產於中美洲,在哥倫布發現美洲之前,美洲原住民便開始栽種它們了。隨著原住民逐漸往北移動,南瓜屬植物也跟著被帶往北美洲。

科學家們想要知道,究竟南瓜蜂是本來就散佈於現在看到牠們的這些區域?還是隨著南瓜屬植物的傳播一起移動?

利用南瓜蜂的DNA標記,科學家們發現:南瓜蜂最早的分佈區域也只有在墨西哥中部,然後隨著南瓜屬植物的散播一路往北移;也就是說,哪裡有植物,哪裡才會有牠們。

不過,科學家們也發現,由於南瓜蜂習慣在南瓜屬植物附近的地面築巢,但是慣行農法會在收穫後以耕耘機整地,使得南瓜蜂在一些區域已經絕跡。這對南瓜蜂的遺傳多樣性也會造成衝擊,也會影響到瓜類植物的產量。因此,未來在推廣農業時,還是應該要好好思考這方面的問題。

參考文獻:

Margarita M. López-Uribe, et. al. Crop domestication facilitated rapid geographical expansion of a specialist pollinator, the squash bee Peponapis pruinosa. Proceedings of the Royal Society B, June 2016 DOI: 10.1098/rspb.2016.0443

發現「光分解作用」?

由於石油越來越少,最近這些年來,生質燃料(biofuel)成為非常熱門的一項研究。但是利用澱粉或蔗糖進行發酵產生酒精,會有「與人爭食」的爭議;因此以落葉、廢木、廢紙的纖維素(cellulose)分解發酵後所產生的「纖維酒精」,也成為一個熱門的研究領域了。

但是植物的落葉、殘枝、斷木中所含的不只有單純的纖維素,還有木質素(lignin)。微生物無法分解木質素,因此我們必需先將木質素與纖維素分開。目前最常用的是使用高壓蒸汽進行汽爆(steam explosion)來將木質素與纖維素分開、或是加鹼分解。由於汽爆需要使用大量的能源產生蒸汽,而加鹼處理後需要調整酸鹼度與鹽份濃度,使得纖維酒精的成本居高不下。

用細菌或真菌似乎挺麻煩的。如果單純使用酵素,是否會讓反應更快更方便些呢?雖然過去的研究已經知道,許多真菌與細菌都具有可以分解纖維素的酵素;但是這些酵素在實驗室裡面進行反應的速度似乎都不夠快。有沒有什麼方法可以加快它們的反應速度呢?另外,是否可以找到更節省能源的方法來分解纖維素?

來自丹麥與瑞典的研究團隊,將他們的眼光轉到其中一群酵素:裂解多糖單氧酶(LPMO,lytic polysaccharide monooxygenase)。LPMO存在於許多細菌、真菌中,其中屬於AA9一族的LPMO,進行反應時需要氧氣與電子。

有意思的部分是,過去的實驗發現,AA9族的LPMO需要的電子,可以來自於維生素C(ascrobic acid)、木質素、或是纖維二糖脫氫酶(CDH,cellobiose dehydrogenase)。這些物質都可以幫助它進行反應。事實上,到目前為止,因為這一族的LPMO對於電子捐贈者是如此的不挑剔,科學家們還沒有找到它真正在細胞裡的合作對象。

因此,研究團隊決定試試看用類囊體膜(thylakoid membrane)來做為電子的來源。

類囊體膜是植物進行光反應(light reaction)的位置。只要有光,類囊體膜上的光系統就可以經由光所提供的能量產生電子。因此,它可以說是相當便宜的電子來源(當然純化類囊體膜還是要成本的)。

一開始研究團隊用藍綠藻(Synechococcus sp. PCC7002)的類囊體膜。結果發現,使用類囊體膜做為電子的來源,分解的速度變快了至少20倍!在三小時內,加入類囊體膜的組別,有10%的纖維素已經分解了;而只有酵素以及維生…

秋葵(Abelmoschus esculentus)真的有降血糖的功能嗎?

本文節錄自: 2015/1/16。彰化基督教醫院內分泌科主治醫師張永昇:謠言?吃秋葵降血糖,藥也要照吃

秋葵(學名:Abelmoschus esculentus)又名六角豆、黃秋葵、黃蜀葵、羊角豆。

網路上流傳一些治療糖尿病的偏方,秋葵(泡薑)水便是其中一種;臨床上,有人喝了之後,血糖有改善,但也有人喝了之後情況變差。

到目前為止,秋葵對於糖尿病的治療效果,僅限於動物實驗,在人類並沒有大規模的實驗來佐證。同時秋葵採收有季節性,價錢隨季節供需漲跌之外,不像藥品可穩定取得。

每個糖尿病患者的狀況都不同,部分患者飲用秋葵水後,可能會有穩定血糖的效果,建議持續降血糖藥物治療,並定時監測血糖,跟臨床醫師討論後再做調整。

若罹病時間久、血糖控制不良、胰島素抗性高或缺乏胰島素的糖尿病患應在飲用秋葵水前,先跟醫師討論是否適合,以免危及健康。

版主按:因為一直看到有網友轉貼,於是用了「秋葵 糖尿病 謠言」這樣的關鍵字去查詢,第一個跳出來的就是張永昇醫師的文章...只能說,很多正確的資訊,只要多動兩下手指頭就找得到了,但是不知道為什麼,大家就是不願意?扁鵲的「六不治」裡面就有「信巫不信醫」,如果大家得糖尿病都寧可不吃醫生的藥、不打胰島素,讓自己的血糖控制不良,等到眼睛瞎了、手/腳要截肢了,才要怪胰島素,那只能說,三好加一好、夕陽下的鶴囉!

哪些國家最禁不起植物病蟲/病原(invasive species)入侵?

白蠟窄吉丁(Agrilus planipennis)、白薯天蛾(Agrius convolvuli)、苜蓿盲蝽(Adelphocoris lineolatus),牠們之間有什麼類似的地方?

答案是,牠們都是入侵能力很強的植物病蟲。 

在2016年6月的「美國國家科學院院刊」(PNAS)上發表的一篇研究,以四個指標:到達的可能性(arrival index)、建立族群的可能性(establishment index)、潛在衝擊(mean potential impact)與農產品產值(crop production value)來評估哪些國家最禁不起植物病蟲或病原入侵。

 評估的結果發現: 

(一)、撒哈拉以南的國家,由於對農業的依賴較深,如遭受植物病蟲/病原入侵,受創也最深。
(二)、美國與中國是最大病原/病蟲輸出國,分別有52%與56%的病原與病蟲在這兩個國家裡。其他病原/病蟲輸出大國依序為:日本、德國、法國、南韓。

最禁不起植物病蟲或病原入侵的國家前十名是:馬拉威(Malawi)、蒲隆地(Burundi)、幾內亞(Guinea)、幾內亞比索(Guinea-Bissau)、莫三鼻克(Mozambique)、馬達加斯加(Madagascar)、柬埔寨(Cambodia)、尼泊爾(Nepal)、寮國(Laos)與衣索比亞(Ethiopia)。

參考文獻:

 Dean R. Paini et. al., Global threat to agriculture from invasive species. 2016. PNAS. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1602205113

水稻的馴化時間提早到九千年前

稻米是世界經濟最重要的穀物之一,扣掉動物食用的部分,稻米是世界產量第一的穀物。

但是,它本來一種野生植物。人們究竟在多久以前把稻米帶進他們的世界?之前最古老的發現在浙江餘姚河姆渡文化遺址,約為6,000-7,000年前。雖然曾在湖南省道縣玉蟾岩發現四枚水稻穀(14,000-18,000年前),但因為無法確認是否為人工種植的水稻,目前還是認定水稻馴化時間為6,000-7,000年前。

不過,最近的發現,揭示了水稻馴化的年代可能要再往前提三千年。

浙江省的文物考古研究所三名研究人員,與多倫多大學教授加里·克勞福德合作,在長江下游的虎溪地區的溝裡,發現古老的馴化稻片段。他們發現的主要是水稻的底部、稻殼和葉表皮;種種跡象顯示這些水稻有被特意培養,並不是野生稻。在這遺址發現的水稻植物遺存,具有粳米(短粒米)的特性;因此,這次的發現也第一次澄清了這個特定的水稻作物的血統。

除了稻米以外,研究團隊還找到了先進的陶器和石器,還有獸骨、木炭和其他植物種子。

找到遺址只解開了問題的一小部分。最重要的問題是:究竟是什麼迫使他們放棄狩獵、採集,全心全意地投入農耕?這可能是全世界的人類考古學家共同的問題。

參考文獻:

Yunfei Zheng, Gary W. Crawford, Leping Jiang, Xugao Chen. Rice Domestication Revealed by Reduced Shattering of Archaeological rice from the Lower Yangtze valley. Scientific Reports, 2016; 6: 28136 DOI: 10.1038/srep28136