奇特植物靠葉片降溫 在美國死亡谷生存

美國加州死亡谷是地表最熱的地區之一，夏季氣溫可高達攝氏50度以上。植物在這麼酷熱的環境下，很少能生存，但俗稱亞利桑那蜜甜灌木（Arizona honeysweet），因有替自己葉片降溫的能力，能適應、生長得很好。

亞利桑那蜜甜灌木是一種灌木狀的本土開花植物，學名為「長圓蜜甜莧」（Tidestromia oblongifolia）。最近發表在論文預印本網站bioRxiv上的研究發現，這種植物能在極端高溫下生存，關鍵在於它能顯著降低葉片溫度，遠低於周圍空氣溫度。

它的降溫能力非常強，可在高達攝氏60度的環境中生存，而攝氏60度是複雜真核生物承受的極限。

為了解亞利桑那蜜甜灌木如何應對高溫，密西根州立大學研究人員從223株野生植株中採集種子，其中包括死亡谷的族群。隨後將1,200多株幼苗，置於模擬的嚴酷高溫環境中，讓它們逐漸適應，接著讓它們每天暴露在攝氏60度高溫下6~8小時超過一週。

因為基因不同，幼苗存活率從低於2%到超過34%不等。研究人員透過紅外線照相機記錄，在最熱的日子，部分葉片的溫度比四周空氣低攝氏10度以上，相差最多達攝氏13度。

即使經歷連續8天攝氏60度高溫，倖存的植物仍能將葉片溫度維持在54~59度之間，恰好低於複雜真核生物承受溫度上限。這項研究證明，亞利桑那蜜甜灌木能比其他植物承受更高的溫度，也能藉主動降溫來迴避高溫。

遊客在美國加州死亡谷國家公園內漫遊。（Mario Tama/Getty Images）

研究人員說，葉片溫度較低的植物，會活化相關通路，進而維持葉片微小氣孔開啟狀態。這些氣孔可以讓水分從葉片表面蒸發，產生類似人體皮膚表面汗液蒸發的降溫效果。

為了驗證這種降溫機制，是否確實是亞利桑那蜜甜灌木得以生存的關鍵，研究人員人工的關閉氣孔，結果發現，強制關閉氣孔會阻礙降溫過程。

研究報告主要撰寫人、密西根州立大學博士後研究員菲漢（Joanna Feehan）告訴ScienceAlert網站，「蒸散作用的部分過程是水分通過氣孔蒸發，我們確信這是它們降溫機制的一個重要環節。」

她表示，全球氣溫不斷升高、越來越多農作物受到影響，亞利桑那蜜甜灌木找到高溫環境下生存方法，而這種溫度對其他植物、動物和真菌通常是致命的。「如果我們能了解這些生存機制，就能獲得更多，而且很可能是獨一無二的方法，讓農作物更有抵禦熱浪能力。」

美國國家公園管理局（National Park Service）指出，死亡谷以地球上最炎熱、北美洲最乾燥地點聞名。當地年平均降雨量不足5公分，為多數沙漠降雨量的一小部分。1913年7月10日，死亡谷國家公園遊客中心所在地爐溪（Furnace Creek），曾創下全球最高溫攝氏57度紀錄。◇