近親繁殖也對植物有害

近親繁殖也對植物有害
知識通訊評論第43期

物種內的基因變異有助原野欣欣向榮

秋麒麟草。

美國《科學》雜誌八月中的論文指出，親上加親的群居關係，在植物世界中或許也是弊多於利。

在同一塊田野中，植物種類越多，昆蟲種類也會越多，同時也能促進植物生產力，以及改善地區整體生態健康，這些早已不是新聞。如今科學家似乎發現，即便在同一物種之中，基因多樣性也有類似的優點。此一發現可能有益於原生地重建與農耕。

美國田納西大學諾斯克維爾分校研究生庫特新格（Gregory Crutsinger）以秋麒麟草（goldenrod）為對象進行研究，它是一種多年生草本植物，長成後可高達三公尺，開簇狀黃花。庫特新格首先挑選出一批具有基因差異的植株，確保它們原本至少距離一百公尺之遠。接著他在田納西州的阿帕拉契山脈山麓上，分為六十三處各自種下秋麒麟草。有些園圃他只種基因類型相同的秋麒麟草，其他則是各種不同類型都種。

庫特新格在生長季節前往實驗地點探視五次，逐一清點並辨識每株植物上的昆蟲。他總共找到了三萬六千九百九十七隻昆蟲，種類超過一百三十種。


長出奇蹟

庫特新格發現，基因多樣性最大的園圃內植株長得比較大，而且昆蟲數量與種類也都最多。擁有十二種基因型秋麒麟草園圃，其中節肢動物種類比種植單一基因型的園圃多出百分之二十七。

但箇中原因為何？庫特新格推測，植株本身多樣性影響寄居昆蟲的可能理由有二：一是食物總來源數量增加，二是食物源品質的改善。但分析資料之後，他發現園圃的秋麒麟草基因變異較大時，無論總植株的淨量有沒有增加，昆蟲變異都必然是會增加。因此，食物較多導致昆蟲變多的推論並不成立。

這顯示，基因多樣性高的秋麒麟草園圃提供了昆蟲較為優良的食物來源，也因而對植物本身造成正面影響。

然而，這其間詳細的過程仍不清楚。植物特徵上微小的差異，比如葉片形狀乃至莖的粗度，可能提升了害蟲與傳粉昆蟲的多樣性，並且將影響傳遍整個園圃。庫特新格表示，有些植物真的引來了昆蟲，有些則是根本沒被碰過。這些植物可能從土壤中吸收的養分也有所不同，幫助它們自己最有效地利用可得資源。

混得更好

美國康乃爾大學生態學家阿格拉瓦（Anurag Agrawal）指出，生態學家大致也曾思考過物種皆屬同質時將會如何。不過他們過去很少注意物種之內的基因變異。但近來情勢已有所改變。格拉瓦表示，基因多樣性在群體脈絡中相當重要此一概念，漸漸受到重視。

舉例而言，二○○○年英國《自然》雜誌便曾刊登一篇論文，是關於把同種稻米中基因變異不同的兩個型態混在一起，一種容易生病，另一種則具有抗病性，結果與上述研究相去不遠。將兩個型態的稻米種在一起可使田地欣欣向榮。

此研究結果可能對農業策略很重要，思考血緣相近的同種作物是否該種在一起。阿格拉瓦以酪梨為例，指出單一栽培的極端狀況：數千公頃酪梨都來自同一棵樹的插條，這意味著這些作物之間基因變異其實等於零。

庫特新格認為，他的研究發現也對保育生物學意義重大。他表示，考慮棲地復育計畫時，最好從當地選用多種基因型。