
地球是一個鬱郁蒼蒼的星球,地表上眾多地方覆蓋著植物,綠色植物扮演著保護土壤、涵養水源,並孕育多樣生物的角色,它們製造能量成為食物鏈中的最初生產者,提供大地萬物穩定食物的來源,綠色植物在整個生物界中扮演相當重要的角色。
但植物界無奇不有,什麼怪事都可能發生!想像一下如果植物不從事生產,反而依賴其他生物討生活,那會是什麼情況?事實上這並非是假設性情況,而是真實發生在植物界裡。
不行光合作用的植物
在自然界中,能夠通過光合作用或化學合成自己製造有機物的生物,如植物和某些細菌。
稱為autotrophic,意思為自營或自養。至於本身不會進行光合作用,而是仰賴別的物種來獲得養分的植物,稱為heterotrophic plants,Heterotrophic這個詞來自希臘語,heteros,意思是“不同的”或“其他的”,而-trophic意思是“營養”或“攝取”,因此在中文稱為“異營植物”。
異營植物中名聲最響亮的就屬大王花(或稱大花草Rafflesia),它的花朵直徑能達到150公分,配上能吸引昆蟲前來授粉的特殊腐屍味,它的名聲自然不逕而走,大王花直接寄生在其他植物上,借以吸取養分成長,這類植物又稱為完全寄生植物(holoparasite)。
有些寄生中還保留光合作用的能力,則稱之為半寄生植物,(hemiparasitic plants), 它們具有葉綠素,有一定的自主生存能力,但會從寄主植物的根或莖吸收水分、礦物質或其他營養,不完全依賴寄主生存。
許多半寄生植物生長在養分較少或競爭激烈的環境中,如草原、森林等。比如:桑寄生(Loranthus spp.)、槲寄生(Mistletoe, Viscum spp.)。
自然界中還有另一類群特殊的植物,它們貌似寄生植物,它們沒有葉子、植株不具葉綠素、不為綠色,不行光合作用,只能依靠外界來取得養份,但這類植物的根並不像寄生植物那樣深入宿主內部吸取養分,那麼他們到底怎麼活下來?
標準的不勞而獲者
科學家原以為這群只能依靠外界取得養分的植物,想像真菌一樣擔任大地清道夫的角色,分泌酵素分解環境中的枯枝落葉、糞便及動物屍體等有機垃圾,再吸收分解的養分至體內,因此給了它們“腐生植物”(saprophyte)的稱號。
後來發現它們並無法分解大地的有機垃圾,而是從真菌身上獲得養分,也就是這群植物必須依賴真菌存活,因此改稱這群植物為“真菌異營植物”,(myco-heterotrophs)。
只是“腐生植物”這個名詞已被大家廣泛使用,所以大多時候仍能和“真菌異營植物”通用。
植物和真菌的互動關係遠比我們想像中複雜許多。雖然綠色植物能自行製造養分,但有時候綠色植物還是需要從外界補充它們所欠缺的養分,它們的根系通常和真菌的菌絲互通有無,並且結合形成菌根,借由菌根雙方建立牢固的關係,交換所需養分。
而真菌異營植物因為不行光合作用,養分的獲取必須完全仰賴真菌供給,它們的根與真菌的菌絲相互結合,當菌絲吸收養分的同時,真菌異營植物就從中“竊取”部分營養,借此成長茁壯。
真菌異營植物與菌根菌的不同之處就是,菌根菌和其他植物交換物質,而真菌異營植物從系統中獲取養分,卻沒有提供相應回報,有者稱它為“植物界的欺詐者”,白吃白喝。
真菌異營植物獲得養分的方式可分成兩種方式。第一種為當樹木倒下死亡後,各類真菌占領死亡的樹幹,分泌酵素讓樹木逐漸腐爛,樹幹的養分重新回到土壤中。
當真菌吸收養分同時,真菌異營植物借由菌根也獲得了養分;第二種則是真菌與綠色植物的養分交流中,部分養分透過真菌流向真菌異營植物,例如致密紅菇(Russula compacta)和台灣鐵杉(Tsuga chinensis var. formosana)借由菌根互通養份和水份,而在一旁虎視眈眈的水晶蘭(Monotropa uniflora),則經由與致密紅菇的菌絲結合,“竊取”鐵杉的資源。
若說寄生植物是目中無人的強盜,那麼真菌異營植物就是騙術高明的小偷!科學家們在它們的互動關係中發現一個有趣的現象,真菌異營植物雖然是個不勞而獲者,但多數真菌異營植物卻對真菌情有獨鐘,只仰賴某種特定真菌的養分,專一性極高。
水玉簪科(Burmanniaceae)
走在森林裡,偶而會遇到外型奇特、形狀有如插在頭上的發簪,它是名為水玉簪的真菌異營植物,開花時一根細長的花柄,頂端花部膨大,配上如碧玉般的藍色或白色,優雅地佇立在森林裡,為大地增添美麗的色彩。



整理:戴舒婷