「含沙射影」的植物

黃沙馬鞭草 (Abronia latifolia)。圖片來源:Wikipedia

撰文|葉綠舒

去海邊玩的時候,有沒有注意過海濱植物的葉子上面常常有沙子?大家大概都會覺得,在多沙的地方,風把沙子吹到植物上黏住下不來,應該算是自然現象,沒什麼好大驚小怪的。

或許是吧!但是有些科學家們還是注意到這件事了。畢竟在海邊或是在沙漠裡,因為砂質土壤能留住的水分不多,使得這些地區的植物相對稀少;而這些地方當然也會有草食動物出沒,這些植物是否會「因地制宜」發展出一些不一樣的手段,來避免自己被吃掉呢?

不管是沙漠或是海邊,最多的大概就是沙子了。或許植物讓自己可以黏住一些沙子(稱為psammophory,psamm(o)-是「沙子」、phor-是「攜帶」)是一種有用的策略?只要有不小心吃過菜餚裡的沙子的經驗,應該會覺得很難受吧!沙子很硬,咬到的時候會給牙齒與牙床帶來一陣震動、甚至刺痛,那種不舒服的感覺至少會延續個幾分鐘。

而且不是只有人類會覺得咬到沙子很難受喔!一份1990年的研究就發現,鼴鼠在吃蚯蚓之前,會把蚯蚓腸子裡的沙子像擠牙膏一樣的擠出來。因此,科學家們就很好奇,究竟植物身上蓋了沙子,是不是真的可以防止它們被吃掉?畢竟有沙粒的存在,也會妨礙光合作用;所以若黏上沙子沒有其他好處,這幾十萬、幾百萬年來,生活在這些地區的植物應該會發展出一些防止沙子黏附的策略吧?

過去科學家們關於「含沙植物」到底為什麼要含沙,主要有兩種看法。第一種是認為蓋上沙子可以讓自己變得很「難」吃;第二種則是認為沙子是一種保護色,可以讓草食動物看不到它們。

加大戴維斯分校的研究團隊,為了想要瞭解到底「含沙植物」到底為什麼要含沙,便設計了以下的實驗。他們以保留區內的黃沙馬鞭草為實驗材料,這種植物在該保留區中很多,整個植物體都覆蓋著一層細細的葉毛,通常接近地表的莖、葉、葉柄都蓋滿了沙子,在接近頂芽的部位會有較少的沙子。

首先,研究團隊小心地挑選了三十個地點。這些地點所在的黃沙馬鞭草,其中一部份莖葉上的沙子小心地以刷子與濕海綿移除;接下來兩個月觀察被採食的情形。

結果發現:移去沙子的黃沙馬鞭草,被採食的狀況提高了一倍!接著研究團隊便想要進一步測試「保護色」理論。於是這次他們除了除去沙子的一組外,又加入了另一組:以綠色沙子覆蓋植物。如果植物被沙子覆蓋可以降低被採食是因為保護色的話,那麼加上綠色沙子應該會有反效果(被採食的機率提高)。

觀察的結果發現:加上綠色沙子與原來的棕色沙子,都一樣有降低被採食的情形;雖然兩組之間有些差距(綠色沙子組的被採食的機率降低)但並不顯著。也就是說:「保護色」理論並不成立,被沙子覆蓋的保護效果主要是來自於沙子的存在會讓植物變得很「難」吃、提高牙齒的磨損等等。

所以,這些生活在多沙地區的植物,在時間的長河中也因地制宜地發展了降低被採食的策略。不只是沙馬鞭草,根據戴維斯研究團隊的調查,至少有88個屬的植物(分散在34個不同的科裡)都發展出了這個策略,而這些植物也包括了單子葉與雙子葉植物喔!

 

參考文獻:

  1. Gorman, M. L. and R. D. Stone. 1990. Natural history of moles. A & C Black, London, UK.
  2. Eric F. LoPresti and Richard Karban. 2016. Chewing sandpaper: grit, plant apparency, and plant defense in sand-entrapping plants. Ecology, 97(4), 2016, pp. 826–833

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作者:葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授,科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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