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2024-11-04日日春花粉與環境的微觀宇宙
659 期
Author 作者
邱宜凡 | 畢業於成功大學分子醫學研究所,目前於高雄市鳳山區五福國小服務。
日日春(Catharanthus roseus (L.) G. Don)是一種長春花屬(Catharanthus)的植物,一年四季都可以開出美麗的花,因此常被用來美化街道或庭院。和多數花朵不同,我們無法從外觀觀察到日日春的花蕊,且連雄蕊上的花藥和雌蕊的柱頭都找不到!難道日日春沒有花蕊嗎?那可就大錯特錯了!讓日日春繁衍下一代的祕密武器就藏在花托筒中,只要小心地撥開花托筒頂端凸起處,就可以見到花藥跟柱頭藏匿其中。
與其他開花植物相同,日日春的繁殖需要經過授粉。當花粉沾黏到柱頭上,花粉萌發花粉管使精細胞與胚珠的卵細胞結合後,才能夠結果。但所有花粉都可以萌發花粉管嗎?花粉有特別喜愛的環境嗎?環境汙染會不會影響花粉萌發?
(左)花藥,共有五個。 (右)有如琉璃珠的花粉。
醣類對日日春花粉萌發率的影響
為解開這些謎題,筆者集結數位有著相同好奇心的學生(陳品羲、賴昕莛、顏子勛、陳薇喬、楊筱涵)展開這場專題研究。在查找資料過程中,意外地發現其他相關研究使用了不同濃度的醣類誘導花粉管萌發,因此在實驗中提出假設,雌蕊柱頭本身就含有醣類,可以促進花粉更容易沾黏柱頭而萌發花粉管,後續我們在研究中進一步得到驗證──日日春的柱頭確實含有醣類。
為了進一步確定哪種醣是日日春的最愛,測試兩種單醣(葡萄糖、果糖)與四種雙醣(麥芽糖、乳糖、海藻糖、蔗糖)在植物體外讓花粉粒萌發。根據實驗的結果,日日春花粉在20%蔗糖的環境下萌發率最高,在不合適的環境下,例如0%含醣量或20% 蔗糖在鹼性環境(pH = 9)時,花粉甚至會「爆炸」呢!看來花粉也會「挑食」。
環境汙染是否影響日日春花粉的萌發率?
那麼環境汙染會不會影響日日春花粉的萌發率呢?實際蒐集不同地區的雨水混入20%蔗糖後,出現了不同的花粉萌發率。汙濁程度較高的雨水竟然會讓花粉不萌發也不爆裂,植物似乎想用休眠的方式度過艱困的環境(不過還需要更多的證據來驗證)!進一步調整水質酸鹼度和使用線香煙粒來模擬受空氣汙染的雨水後,發現日日春花粉的萌發容易受到外界環境影響,在純淨和偏弱酸的水中有較好的萌發率;而加入線香煙粒的模擬雨水則不利於花粉生長,顯然花粉並沒有想像中的無堅不摧。但為什麼日日春依然是常見物種,即使在都市空氣汙染較嚴重的地方也不曾聽聞滅絕的危機呢?
……【更多內容請閱讀科學月刊第659期】