2013年8月15日 星期四

眼觀四面「耳」聽八方的植物

面對掠食者,動物可以時時警惕,準備拔腿就跑;但是植物因為「跑不了」,反而演化出許多有趣的方法。


其中一個方法,就是讓自己變得「難吃」。


「難吃」可以分兩種,一種是產生有毒的化學物質,其中最有名的就是樹薯(cassava, Manihot esculenta的氰酸產生糖苷(cyanogenic glucosides) :linamarin and lotaustralin,在被酵素linamarase分解後會產生氰酸(HCN)(1);或是產生噁心味道的化學分子,如十字花科中的芸苔屬(Brassica)與白芥屬(Sinapis)的植物都會產生含硫的化合物(sulfurous compounds),使得動物不敢吃或是討厭吃它(2);另一種是讓自己變得很難啃,比方說長很多刺或是長很多纖維。


當然,建立防禦系統一定有代價的,就像我們要花錢買武器一樣,植物則是要消耗額外的能量去合成這些「武器」--別忘了植物是自營生物,每個分子的合成都要很小心,不能浪費;畢竟這些珍貴的能量,如果能用在生長,就可以幫助植物取得更多的光、更多的空間,而這些都跟植物的生存息息相關。

所以,有些植物就會去評估,是否此時此刻需要提高防禦措施呢?就像一個國家,在太平無事的時候也不需要養一大堆軍隊、買一大堆飛彈是一樣的。

過去的研究發現,植物可以接收到其他植物放出的揮發性物質(如茉莉酸jasmonic acid或是水楊酸salicylic acid),瞭解到附近的植物正在受攻擊,從而提昇自己的防禦工事;但是這些信號未必準確,而且,因為植物要受到攻擊以後才會釋放這些揮發性物質,難道第一棵植物就要乖乖的被啃嗎?

為了要更進一步瞭解,威斯康辛大學麥迪遜分校的研究團隊,選取了黑芥子(Black mustard, Brassica nigra,一種美國路邊常見的野草)作為研究材料。


蝸牛不愛吃泡過黏液水的植物,是植物變得難吃?
還是蝸牛不愛吃剩菜?

植物最常遇到的掠食者就是蝸牛(snail)與蛞蝓(slug),這兩種生物在爬行的時候都會留下亮晶晶的黏液(slime)。於是他們決定收集黏液來作實驗。

但是馬上就遇到了問題:要怎麼收集黏液呢?他們一開始把蝸牛/蛞蝓倒過來,用手指拍拍牠,然後收集分泌出來的黏液。沒想到,這樣收集到的,不是蝸牛/蛞蝓爬行時留下來的黏液!

原來蝸牛/蛞蝓的黏液分三種,爬行時分泌的黏液叫做運動黏液(locomotion mucus),而他們拍拍蝸牛收集到的是防禦黏液(defensive mucus)。

後來他們想到一個辦法:把蝸牛/蛞蝓放在鋪了濾紙的容器中,讓牠在裡面爬整晚(所以濾紙上就吸收了很多黏液),然後再把濾紙拿去泡水,得到黏液的水溶液(簡稱黏液水)。接著他們就用黏液水去處理黑芥子的種子或是幼苗。

研究團隊發現,相對來說,蝸牛/蛞蝓較不愛泡過黏液水的幼苗;但是泡過黏液水的種子長出來的植物卻被他們吃光光,由於種子要長成植物需要較長的時間,所以研究團隊認為:植物在接觸到掠食者分泌的運動黏液中化學物質以後,防禦力會上昇一段時間;不過經過一段時間以後,就會慢慢下降。

雖然這可能表示,植物接觸到蝸牛/蛞蝓運動黏液中的化學物質後,有一段時間會提高防禦機制(目前研究團隊正在看植物是如何讓自己變得「不好吃」);但是筆者推想,是否也有可能蝸牛/蛞蝓不愛吃具有自己黏液氣味的植物,因為那代表別的蝸牛/蛞蝓可能已經「用過了」,所以大概沒多少可以吃?以筆者的經驗,蝸牛/蛞蝓不僅是貪吃,還是美食家;他們專門挑選嫩葉來吃,而一株植物不可能有很多嫩葉...。

但是因為本文沒有太多其他的資料可以參考(威斯康辛大學網站上的連結是跟Science Daily網站上一模一樣的文章),所以,是否研究團隊已經排除這部分的可能呢?讓我們拭目以待他們的論文吧!

參考文獻:

1. Wikipedia. Cassava.
2. Wikipedia. Mustard Plant.
Science Daily 2013. Eavesdropping plants prepare to be attacked

2013年8月4日 星期日

你吃什麼,你的寶寶就愛吃什麼

我們總喜歡勸懷孕的準媽媽多吃點,說是「一人吃兩人補」;不過,最近這一兩年的研究結果發現,不只是一人吃兩人補,如果準媽媽吃了垃圾食物(高熱量、高脂肪的食物),除了對自己不好,對寶寶也有不良影響影響,可能是「一人吃兩人蠱」。

產前產後吃垃圾食物、大吃大喝,害得不只是自己,
還讓腹中的孩子更容易肥胖,未來更容易生病,
也會提高他們得糖尿病的風險。圖片來源:Science Daily


最近澳洲阿得雷得大學的研究團隊,在「飲食行為年會」(Annual Meeting of the Society for the Study of Ingestive Behavior (SSIB))上發表了他們的研究成果(1)。

他們發現,媽媽在懷孕時如果常常吃垃圾食物,生下來的小寶寶會分泌較多的腦內啡(enkephalin)。由於腦內啡會跟我們的嗎啡受體(opioid receptor)結合,使我們產生愉悅的感覺;而他們先前的研究結果發現,常吃垃圾食物的準媽媽誕育的小寶寶,對於嗎啡受體的阻斷劑的敏感度下降(2)。

因此,研究人員認為,準媽媽常吃垃圾食物,會使得誕育下來的小寶寶更愛吃垃圾食物。

而奧瑞岡大學的研究團隊,以靈長類為研究對象發現(3),當準媽媽食用高脂肪的食物時,生下來的小寶寶,不僅體重較食用正常飲食的準媽媽生下來的小寶寶要重,這些小寶寶們對於高脂肪的食物有偏愛。他們的胃口比同年齡的孩子要大,遇到高脂肪的食物時,會失控地大吃大喝。

根據這些資料以及研究團隊的推測,我們可以推測:當準媽媽常吃垃圾食物,使得小寶寶分泌較多的腦內啡;而這使得他們的嗎啡受體習於較高劑量的腦內啡刺激,造成他們在飲食上行為的改變:會需要比別人吃更多的高熱量、高脂肪食物,來引發愉悅的感覺。因此,他們在平時就會比別人吃更多,造成他們的體重比別人重;而遇到高熱量、高脂肪的食物時,他們比起其他人更會失控地大吃大喝。

也就是說,懷孕時的飲食,會影響到孩子的一生;但是,只有懷孕的時候嗎?

不完全是這樣。另一篇發表在2010年的研究顯示,餵母乳的媽媽,如果在泌乳時食用高脂肪的食物,會造成小寶寶體重較高(4)。

當然,有的人可能會說胖一點有什麼不好?但是這篇2010年的研究發現,這些小寶寶不只是體重較高,同時對於葡萄糖耐受性試驗(Glucose tolerance test)的反應不佳,顯示了將來有可能會產生糖尿病。

華人有坐月子的習俗,筆者的許多女性朋友們常在生完孩子後,因為坐月子造成好身材就此一去不復返;老人家總是覺得生孩子傷身體,所以要好好補一補。

但是,從這篇研究會發現,進補可能不只是影響身材,如果產婦是餵母乳的媽媽,還會讓孩子未來有糖尿病的風險。

其實現在的人,平常吃的都夠了;生產以後坐月子,多休息別吃生冷冰也就好了,實在不需要來個「一天一隻雞」或是天天大魚大肉的來補身體。自己胖了也會提高自己三高的風險,對小孩也不好,這個產後大進補的概念,實在是應該要調整。

更進一步說,生了孩子,愛他都來不及;如果為了進補害了他、害了自己,還天天大魚大肉殺害更多生靈,難道這些雞、鴨、魚、豬沒有父母子女嗎?應該以愛子之心推己及人,就算不能吃素,至少也別為了生孩子這件事讓更多家庭面對死別的哀痛。

參考文獻:

1. Science Daily. July 30, 2013. A maternal junk food diet alters development of opioid pathway in the offspring
2. Sciency Daily. Feb 28, 2013. Eating junk food while pregnant may make your child a junk food addict
3. Science Daily. June 17, 2013. High-fat diet during pregnancy contributes to offspring's increased weight
4. Science Daily. July 19, 2010. Greater obesity in offspring of nursing mothers consuming a high-fat diet