原來,植物生病也有好處

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2018/06/19 第95期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團

 
編輯的話 植物生病了怎麼辦?沒關係,這樣更好吃!
本期主打 原來,植物生病也有好處
好文推薦 蒐集鯨豚DNA新方法
行星獵人出動!
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植物生病了怎麼辦?沒關係,這樣更好吃!
郭雅欣

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。生病一般都是壞事,但在某些情況下,植物生病反而讓植物生長得更好,或是變得更營養美味,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。接著就看看這篇〈原來,植物生病也有好處〉,一起來重新認識它們吧!

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原來,植物生病也有好處
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 ]

 

蒐集鯨豚DNA新方法
科學少年編輯部

檢測海水裡的DNA,就知道哪隻鯨豚曾來過嘍!

累積鯨豚的DNA資料庫一直以來都不容易,因為這意味著你必須開船出海,利用雙眼尋找鯨豚的身影,或用水下麥克風探聽牠們的聲音;好不容易找到鯨豚的蹤影後,還得將船開到距離鯨豚10~20公尺的地方,並射出採集箭,成功刮取牠的皮膚,才能夠取得這隻鯨豚的DNA。這過程不但需要一點運氣,還會讓鯨豚擦傷,這麼靠近的距離也可能驚擾鯨豚生活。不過科學家最近發現,採集鯨豚游過的海水,也能得到牠們的DNA!

研究團隊調查了在美國普吉特海灣活動的虎鯨族群,並在這些族群的活動路線設置採集點,將採集到的海水進行DNA檢測。結果發現,用雙眼或水下麥克風記錄到的虎鯨族群,和DNA的檢測結果吻合。而且儘管海水會因為潮汐而四處流動,但在虎鯨游過兩小時內還是偵測得到DNA。研究團隊認為,這些海水裡的DNA可能來自虎鯨剝落的皮屑,以及噴氣或排泄時排出的細胞。

這個新的檢測方法代表著,未來研究鯨豚族群、建立DNA資料庫時,可以不用再那麼辛苦的尋找牠們的蹤影,也不需要過於打擾鯨豚活動,甚至刮下牠們的皮膚。這樣一來,對於較敏感、難以接近的鯨豚種類,或是數量極為稀少的鯨豚,科學家也能進行更多研究了!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年06月 ]

行星獵人出動!
郭雅欣

太陽系裡有八大行星,我們就住在第三顆行星─地球上。但在太陽系外,那千千萬萬顆明亮的星星周遭,有沒有其他的行星呢?有的!2009年發射的克卜勒太空望遠鏡,在短短幾年的觀測中,就發現了數千顆的系外行星。

原來太陽系外還有這麼多的行星!那麼,科學家想問下一個問題─有沒有跟地球類似、適合生命生存的行星呢?如果有,說不定我們可以找到外星生命,甚至有一天可以搬到上面去生活!為了進一步找尋這樣的行星,美國航太總署的科學家最近發射了一具新的望遠鏡─「掩星系外行星巡天衛星」,簡稱TESS。

找尋下一個地球

怎樣才算是我們想找的行星呢?首先,科學家希望它的半徑不要超過地球半徑的兩倍,這種大小的行星大多是由岩石構成的固體行星,像地球一樣。這樣我們才能在上面居住、建設。

另一個重要的條件,則是這顆行星和它繞行的恆星之間的距離必須剛剛好,讓這顆行星不會因為太靠近恆星而太熱,也不會因為距離太遠而太冷,這個「剛剛好」的距離範圍,稱為「適居帶」。

看你的!行星獵人!

TESS的主要任務是在太陽系的附近,找到這樣的「鄰居」,也因此它有著「行星獵人」的稱號。TESS將針對地球周圍300光年範圍內、20萬顆左右的明亮恆星做觀測。TESS具備了四臺廣角相機,它們會對著天空中的某一範圍,連續觀察27天,然後轉動一點角度觀察下一個範圍,預計花費兩年的時間,將整個天空「巡視」一遍。

當TESS盯著某塊天空看著時,如果其中有一顆恆星放出的光突然變暗了一點,就代表可能是繞行它的行星剛好跑到TESS和恆星之間,把恆星的光遮住了一點,敏銳的TESS就能藉著這個微小的亮度變化,找到行星。

因為TESS觀察的對象都是比較靠近地球、又比較明亮的恆星,所以亮度的變化比較容易察覺,也讓TESS能收集到較多的光,對這顆行星做更多分析。例如,從TESS對恆星光的觀察,科學家能判斷恆星與行星之間因重力影響而晃動的幅度,進而計算行星的質量;從行星反射出的光,科學家也能推測行星的大氣層有哪些成分。這些資訊都能讓我們判斷,這顆行星是不是我們理想中的系外行星。

接下來,就讓我們好好期待TESS即將帶來的驚喜吧!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年06月 ]

 

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