柏拉木幼葉形成斑紋的原因

【本刊訊】野生動物在野外求生,為了躲避天敵因而在身上演化出了多種不同紋路或花紋,以便其增加存活率。而最近,由中興大學生命科學系與新加坡、美國的學者共同組成的團隊,則發現不只是動物有花紋來增加防禦,連植物也會有其現象。

研究發現,在植物當中的柏拉木(Blastus cochinchinensis)幼葉的白斑與動物身上的花紋功能相同,是提升存活的機會。除此之外,此斑葉形成的機制多達5種,其中2種為首次發現。而這項全新發現也刊登在《植物研究》(Journal of Plant Research)期刊中。

一開始,研究人員在野外調查時發現柏拉木有有斑和無斑的小苗,而且近一半的幼苗為有斑型。相較於秋海棠植物的斑葉大多能持續到成株,柏拉木的斑葉僅出現在幼苗期,是一種「幼年期斑葉」。而研究人員也表示這種白斑可提供視覺訊號,而白斑與其中心茸毛細胞內的晶體,可嚇阻草食動物達到防禦作用,所以柏拉木的幼年期斑葉具有演化適應的意義。
因此,這項實驗則深入研究柏拉木的葉片結構,並且再使用了東南亞的另2種斑葉植物加入輔助,分別是蜂鬥草屬的Sonerila heterostemon和彩葉孔雀薑Kaempferia pulchra共同研究,以探討斑葉的機制成因。結果發現,植物的斑葉形成的原因有2類,主要為色素(化學色)和結構(物理色)相關。

除此之外,造成柏拉木幼葉形成此白斑的機制則多達5種共同作用而成,包含了葉肉細胞、表皮細胞、細胞間隙、晶體與葉綠體變異,而其中晶體與葉綠體變異為這次研究所新發現的機制,相較於一般斑葉植物只有1、2種機制,此幼葉的形成明顯較多。研究團隊也發現越多的機制會使得這些作用有加強效果,可讓柏拉木斑葉呈現出的斑蚊更加明顯與耀眼。

而研究人員也比較了柏拉木無斑幼苗的綠葉和斑葉的白色區與綠色區的葉表特性,也發現了許多差別,包括了厚度、氣孔和毛狀物等。驚訝的是,在斑葉綠色區的光合作用表現竟然顯著高於綠葉,研究人員推斷可能是為了彌補斑葉白色區光合作用略低的作用影響,而有了這樣的現象發生。

此次的斑紋發現主要在柏拉木的幼葉中,研究人員也表示若在爬山時看到了柏拉木幼葉也不要因為美麗的斑紋而伸手去摘,因為在它們長大後這些亮麗的斑紋就會隨即消失,因此,在爬山時則透過眼睛觀察美麗的柏拉木幼葉,讓它們能夠順利健康長大。

新聞來源:中興大學,〈幼苗斑紋有助防禦 興大學者揭斑葉成因〉,2017年3月9日。

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