科學人逛花博

在花博聊植物經

撰文/李詩慧、攝影/李詩慧、張孟媛
2018/12/28

科學人逛花博

在花博聊植物經

撰文/李詩慧、攝影/李詩慧、張孟媛
2018/12/28

(圖:苔蘚植物雖然不是開花植物,展示在花博園區仍有其重要意義。陸生植物的起源,正是這些毛茸茸的綠色地毯。)


那天,李家維總編輯和孫維新館長倚在花博智農館的木製欄杆瀟灑地分享。總編輯自稱「化石獵人」和「植物獵人」,長期鑽研古生物學;孫館長有著「星星王子」的稱號,是最會講故事的天文學家。兩人同時現身,真可謂「上知天文、下知地理」。


在花博展館談「天」說「地」,免不了要提到花博的主角,李總編輯首先分享「植物的起源」。他提到,植物在五億年前才登陸生活,整整比動物晚了一億年。植物沒事為什麼要登陸?當然有好處,而且還不少呢!植物登陸之後,不但有充裕的陽光,還有足夠的氧氣和二氧化碳,可以行呼吸作用和光合作用,根系深入岩石縫隙也能取得豐富的養份。


無花世代


早期的植物並沒有花的構造,辜嚴倬雲植物保種中心刻意在花博展示苔蘚等「無花」植物,讓民眾在看花之餘也能回到最初的無花世代,了解植物的歷史脈絡。最早登陸的矮苔蘚植物原先透過水傳播孢子,登陸後靠風散播,就得長高一點,以提高傳播的競爭力;既然要長高,就必須把根紮得穩;根要扎得穩,就要深入地底,一深入就將岩石裂解成土壤。植物從土壤獲得更多養份,長高成樹林。經過李總編輯抽絲剝繭的描述,3億6000萬年前的參天樹木彷彿在眼前顯現,形成巨大的森林,四周的空氣頓時又熱又潮濕。


古代的巨大森林在現今已不可見,但它們的遺骸仍然持續供應人類的需要,95%以上的煤礦源自這些巨大森林,現生植物也是食物和醫藥來源。植物對人類乃至於整個星球的貢獻,不只如此。早期地球是個不穩定的星球,不時有小行星撞擊、火山爆發等災難,一旦發生就可能摧毀整個生態系。不過,植物可以穩定環境,地球太熱時使其冷卻,太冷使其升溫,在多次災難中救了地球。李總編輯憂心目前地球上的物種承受巨大的壓力,他認為照顧好植物,保持物種穩定性及多樣性,是地球持續發展的關鍵。


公恐龍拿花獻殷勤?


談到令人憂心的話題,孫館長忍不住插話、幽默地詢問李總編輯:「恐龍有沒有見過花?電影或卡通裡面的公恐龍拿一朵花送給母恐龍,有可能發生嗎?」讓人忍俊不禁。接著,兩人你一言我一語地討論著「恐龍與花」的問題。首先,要確認花出現的時間和恐龍出現的時間。


李家維總編輯提到,花是很晚演進,目前所知最早的花是中國遼西發現的中華古果(Archaeofructus sinensis),約在1億2500萬年前出現;孫維新館長補充,恐龍2億2800萬年前出現,6500萬年前滅絕。看來,花出現的時後,恐龍還存在於地球上。不過,搜尋吉林大學孫革教授等人2002年5月發表在《科學》的原始論文,會發現中華古果只有花蕊、並沒有發現花瓣和花萼。這篇論文登上該期封面,封面的化石一點也不會讓人聯想到「花」。


孫館長和李總編輯笑談,公恐龍即使可以拿花送給母恐龍,也是沒有花瓣的花;但如果把鳥類也視為恐龍,就有機會送有花瓣的花。因為鳥類的形態和大家既定的恐龍印象有所差異,孫館長描述「恐龍拿花」的畫面,大概只存在卡通影片中。


樹際關係


李家維總編輯愛植物成癡,話題順勢從恐龍的情感世界帶到植物的情感世界。談恐龍的情感勉強說得過去,但植物的情感還真難以想像,總編輯首先提到長頸鹿的研究。非洲的研究人員發現,長頸鹿如果順風吃葉子,會越吃越苦。該植株會釋放訊息,其他植株聞到味道,趕緊產生毒的成份,長頸鹿便越吃越苦、越吃越毒。《科學人》2012年7月號〈植物也懂聞味道〉用「烽火台」比喻這樣的情況,該篇文章的作者認為,「植物偵測空氣中的揮發性化學物質,將這些訊號化為生理反應(雖然不是經過神經),確實可視為一種嗅覺。」。


植物除了聞味道,也會聽聲音。李總編輯舉《科學人》2017年8月號〈植物聽得到嗎?〉的研究說明,毛蟲或動物咬食葉子,唾液伴隨破裂細胞會讓細胞壁上的分子刺激植物,警告植物:「災難來臨!」文章作者寫道:「植物『聽到』昆蟲進食的錄音後會製造較多的化學毒素。……葉子是極度敏感的振動偵測器。」藉此提醒讀者減少噪音汙染,以免阻礙植物溝通。


李總編輯接著談植物的觸覺,概略提到一項植物研究,如果摸植物的一片葉子,會導致該植株停掉五個基因的運作,使之無法長高。總編輯半開玩笑說:「沒事愛撫家中的盆栽,會抑制它的生長。」如果從居家場景切換到危機四伏的大自然,植物的觸覺也具備防災功能,《科學人》2018年6月號〈警覺的植物〉描述的研究發現,植物感知到蝸牛的黏液,會啟動化學防禦機制。


李總編輯最後談到,樹在地表上看似獨立,但根在地底下盤扎、傳達訊息,如同電影「阿凡達」的場景。《科學人》2012年11月號〈樹根網絡〉提及:「植物體內都有同樣的核心微生物群系,而生長在不同土壤的植物會募集不同種細菌。」這些微生物會協助植物的根系傳遞訊息。


加拿大卑詩大學(UBC)植物學教授希馬德(Suzanne Simard)曾在2016年6月在TED發表演講「How trees talk to each other」,說明樹木透過根系和微生物建立「樹根網絡」(wood wide web)。BBC News繪製的動畫「How trees secretly talk to each other」清楚呈現「樹根網絡」的運作方式:母樹可以透過網絡供給子樹;死亡的樹化為養份,經由網絡強化鄰近的樹;被攻擊的樹可以利用網絡傳遞訊息給其他樹。「樹根網絡」也有負面的使用情形,寄生植物會「駭」進網絡截取資源,有些植物也會釋放毒素攻擊周遭的植物。


行筆至此,腦海中浮現《哈利波特》的渾拼柳、《魔戒》的法貢森林和「阿凡達」的生命樹,這些奇樹在虛構中多了幾分真實。植物可以聞味道、聽聲音、感知觸覺,甚至像「阿凡達」的場景,用樹根交換資訊。不曉得兩位才子學者聊的植物經,周遭的植物聽懂了多少?還是忙著說自己的「樹語」呢?


(圖:李家維總編輯(中白衣者)和孫維新館長(左黑衣者)在花博智農館親自導覽。)


(圖:沿著智農館的斜坡前行,飽覽奇花異草。偶爾學李家維總編輯和孫維新館長倚著木製欄杆賞植物談天,別有一番滋味。)


(圖:這些靜置在花博園區植物是否正在說悄悄話呢?)


《科學人》雜誌的延伸閱讀:

BBC News動畫「How trees secretly talk to each other」

〈警覺的植物〉科學人2018年06月

〈植物也看得見〉科學人2017年02月

〈樹根網絡〉科學人2012年11月

〈植物也懂聞味道〉科學人2012年07月