夢幻台灣水韭 極度乾燥100天復活
水生植物不能耐旱? 水韭讓人類跌破眼鏡,烘乾到這種狀況仍可重生。(林試所提供)
2017-08-28 16:03
〔即時新聞/黃昭國報導〕水韭,是一群水生蕨類植物(現改稱石松類植物),起源於距
今約2.5億年前的三疊紀早期,它那高大樹狀近緣植物類群,興盛於恐龍稱霸的白堊紀時
代,但現均已滅絕,獨留低矮草狀的水韭至今,不論從分類演化或環境適應的研究,均具
有相當重要之地位。
能耐超強 恐龍滅絕、台灣水韭健在
水韭這個謎樣的夢幻植物,目前經農委會林試所研究,已解析出部分生物奧秘,它堪稱「
水陸兩棲植物」,既能扮演水中蛟龍角色,也能在極度乾燥的旱地一枝獨秀,更能在零下
80℃超低溫環境、經一年以上的休眠後,仍能活跳跳﹝復活﹞,為此,這項研究已再度延
伸至耐旱、耐熱、耐寒的機轉、關鍵,林試所與多個國內外學術機構合作,包括美國康乃
爾大學,台灣大學生態學與生物演化學所,北市大應用物理暨化學系達成合作協議,企圖
找出國寶植物台灣水韭的「能耐」,從DNA、生化反應到活力表現層面探索耐旱機制,若
能突破將是一項重要的世界創舉;釐清水韭的耐旱機制,可讓我們推知在長遠的演化長河
中,植物如何調整以適應變化中的環境,尤其是大眾所最關心的乾旱重大議題。
據記錄,全世界現存水韭約有90種,其中台灣水韭是民國60年 8月22日為徐國士先生及張
惠珠女士首次發現,後經前台大植物系教授蕨類植物學的美籍教授隸慕華(Charles
E.DeVol)博士依據其葉片、蓋膜、孢子囊構造及孢子的花紋等特徵而命名。為台灣的特
有種。
到目前為止,臺灣水韭天然生育地只限於臺灣七星山的夢幻湖中,它不僅是臺灣國寶級珍
稀稙物,也是世界級的保育類植物,因此,當地也已規劃為生態保護區。陽管處經試栽種
於陽明山區其他池沼,僅冷水坑吊橋東側的廢礦廠復育池及二子坪水池有少數植株存活。
夢幻湖水韭 正港台灣原住民
台灣為什麼會有這種生長在北溫帶的蕨類植物呢?曾有一個推論是,生活在北溫帶的候鳥
,在寒冬之前向南遷移,當時台灣水韭的祖先孢子囊破裂,孢子正好黏附在鳥類的身上,
順道把它帶到了台灣。但新近的DNA分子證據並不支持此一論點,因為台灣水韭具有獨特
的基因型,所以台灣水韭的起源歷史仍是個謎題。
0.3公頃小池塘 住1萬2000棵遠古植物
2004-2005年夢幻湖湖水流失情況嚴重﹝乾旱﹞,2006年初傳出台灣水韭族群甚至瀕臨消
失?面臨野外滅絕威脅,經推測這與夢幻湖出現裂縫失去儲水能力,逐漸陸化,再加上生
存空間受到陸生植物的大舉入侵佔據息息相關。陽管處曾請荒野保護協會出動志工除害,
四天投入兩百人次,以徒手方式移除泥炭蘚等強勢水草,清出台灣水韭的生長空間,而工
作同時的踩踏動作,也形成晶化泥土,抑制湖水可能的滲漏,解決嚴重陸化的問題。經過
近半年的「復育」,估計夢幻湖生長的台灣水韭達1萬2000棵以上,荒野協會及陽明山國
家園舉辦記者會,號稱之台灣水韭復育成功大事。
水生植物不能耐旱? 水韭讓人類跌破眼鏡
隨著全球氣候變遷加劇,未來將面臨更嚴苛且漫長的乾旱,便成為無法避免的噩夢,沒有
充分的水源滋潤下,台灣水韭這種水生蕨類會不會就此走向滅絕之途?針對國人這項質疑
,農委會林試所特別針對它的耐旱性深入研究,據研究員黃曜謀表示,大多數維管束植物
當水份降至20-50%就死亡了,他的蕨類研究團隊與清華大學生科系李家維教授研究團隊,
嘗試將台灣水韭晾乾,再把植株浸泡到水中,檢測植株是否還有活力,結果台灣水韭很爭
氣竟然可以忍受超過90%水分喪失3個月以上(約100天)而仍能存活,若再加上4℃低溫或
-80℃超低溫儲藏,維持活力超過一年以上都不是難事,這項重大發現提供了一種另類保
護台灣水韭的新思維,也徹徹底底顛覆水生植物不能耐旱的刻版印象。
挺水又沉水 適應環境94狂
台灣水韭雖是古老植物,卻是好玩又令人困惑的生物,它會隨著夢幻湖水位的高低而呈現
不同的生態特性。冬季豐水期滿天雲霧時是沉水植物,與生長在沙漠的仙人掌植物一樣,
白天氣孔閉合,晚上才打開呼吸。夏季枯水期由於底部泥層仍保濕潤,變身為挺水植物,
其光合作用模式則轉換成與大多數植物相同,白天氣孔開,晚上閉合。
至於台灣水韭如何適應這種極端環境變化,黃曜謀研究員語帶保留地說這是一個有趣的議
題但還有一段很常的路要走。
水韭:葉子像韭菜的古老植物
●小檔案:台灣水韭是多年生的草本植物,葉子纖細翠綠從根部叢生,長度大約4~15公
分,有點透明。葉子裡面有隔膜隔開的四條氣室,可以儲存氧氣及二氧化碳,
以便行光合作用與呼吸作用。葉子的形態有點像韭菜,因而得名,但不會開花
結果,採用孢子繁衍後代;根會出現多次二叉,是一個古老的形態特徵。
水生植物不能耐旱? 水韭讓人類跌破眼鏡。(林試所提供)
林試所研究台灣水韭的耐旱性,發現它也耐寒,已擴大與國內外學術機
構研究深層的DNA、生化反應到活力表現。圖為孢子培養長出的台灣水
韭小苗。(林試所提供)
水生植物不能耐旱? 水韭讓人類跌破眼鏡,烘乾到這種狀況仍可重生
。圖為孢子培養長出的台灣水韭小苗。(林試所提供)
水韭這個謎樣的夢幻植物,目前經農委會林試所研究,已解析出部分生
物奧秘。(記者黃昭國攝)
0.3公頃的夢幻湖,池內有1萬2000棵遠古植物台灣水韭。(記者黃昭國攝)
水韭這個謎樣的夢幻植物,目前經農委會林試所研究,已解析出部分生
物奧秘。(記者黃昭國攝)
台灣水韭棲地陸化嚴重,生存空間受到陸生植物的大舉入侵佔據。(記者黃昭國攝)
台灣水韭雖是古老植物,卻是好玩又令人困惑的生物,它會隨著夢幻湖
水位的高低而呈現不同的生態特性。冬季豐水期滿天雲霧時是沉水植物
,夏季枯水期由於底部泥層仍保濕潤,變身為挺水植物。
(記者黃昭國攝)
http://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/2176203