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VOL:41期

原來,植物生病也有好處

看!科學神探破案陳泓綸

植物和我們人或其他動物一樣,也會生病,可能是因為營養不良,也可能是被外界的病原體感染所造成,如細菌、真菌、病毒等。生病一般來說都是壞事,但在某些情況下,植物生病卻會帶來好處喔!

就像人們感冒時,由於病毒入侵,激發體內的免疫細胞出來作戰,使人的體溫升高而造成發燒;植物也一樣,體內也會為了防禦外敵而產生變化,而有些改變反而讓植物生長得更好,或是變得更營養、更美味,人類還因此特地繁殖這些類型的植物。

這類植物其實很常見,一直存在我們生活周遭。覺得很驚訝嗎?沒關係,接著看下去,一起來重新認識它們吧!


撐胖茭白筍

你喜歡吃茭白筍嗎?它由於細白修長的外表而有「美人腿」的稱號,吃起來和竹筍一樣爽脆鮮甜,卻不是竹筍家族的成員。這麼美味的食物,不說你可能想不到,它其實是「生病」的植物。

茭白筍和稻子一樣都是禾本科,古人叫它「菰」或是「水筍」,原本長得纖細,也會結穗,好像水田裡的巨型稻子一樣,人們採收它的穀粒來吃。但後來人們發現,有些植株無法開花結實,卻會產生基部膨大的肉質莖,白白嫩嫩的,一吃之下更發現,咦?還滿好吃的!於是這種不能開花的菰就流傳開來,被農夫刻意栽培成食物,在李時珍的《本草綱目》中也有記載。如今它種植的範圍遍及中國、臺灣、馬來西亞、越南,甚至印度。

為什麼原本纖細的植株會膨大成筍狀呢?研究發現,茭白筍膨大的莖是被一種真菌──黑粉菌感染而造成的。黑粉菌會分泌激素,使茭白筍莖部的細胞不斷分裂膨大,形成人們嘗起來質軟味美的筍狀莖。如果吃茭白筍時看到裡面有黑色的小點,那是真菌的孢子,並不是內部腐壞掉了。感謝黑粉菌,我們才有美味又營養的茭白筍可以吃!


豆子長瘤了!

自從進入農耕時代,人們就不需要老是四處採集植物來填飽肚子,而是在固定的田地上定期收穫農作物。但古人也發現,在同一塊土地上連續栽種相同的農作物,產量會愈來愈少,於是發明了輪作法,只要輪流栽種不同農作物,就可以維持土壤肥沃度。根據經驗,一般的農作物和豆科植物(如大豆、花生)輪流栽種時,農作物產量就會增加,另外人們還發現,豆科植物的根上經常有一顆顆的小腫瘤,這和作物產量有關嗎?

幾乎所有的輪作方法都會用到豆科植物,例如以玉米、牛豆、燕麥和棉花來輪流耕作,甚至可使棉花產量增加一倍!但人們一直不知道為什麼豆科植物有這種增加產量的「超能力」。直到1888年,德國的農業化學家才發現,原來豆科植物根部的「小腫瘤」可以將空氣中的氮轉變成植物的養分,豆科植物沒有因為長瘤而不健康,反而吸收更多營養!在同一年,荷蘭的植物學家也發現了豆科植物根部腫瘤裡的細菌──根瘤菌,原來這裡住著無數小小的房客!

豆科植物的根部會分泌物質,吸引根瘤菌,根瘤菌靠近後會鑽進細細的根毛,在裡面建立基地,形成圓鼓鼓的小腫包,也就是根瘤。這個基地很特殊,氧氣非常少,在這樣的環境下根瘤菌就會變身,可以抓住氮氣,最後把它轉變成營養的銨並留在土壤中,成為天然的肥料。

看起來像是腫瘤的根瘤,一點也不可怕,不但幫助豆科植物在貧瘠的土壤存活,等到豆科植物在土壤裡分解後,養分回到大地,其他作物也能長得更好,它在生態系中扮演著很重要的角色呢!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年06月 ]