恐龍滅絕後哺乳類怎活? 禾本科植物功不可沒

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本報2016年2月16日南投訊,特約記者廖靜蕙報導

「吃飽沒?」這句話是台灣社會常見的招呼語,只是我們可能不知道,讓人類吃飽的米麵來自禾本科植物!人類出頭天,和禾本科息息相關,卻常讓我們忽略其存在。特生中心年度特展特別以禾本科為主角,讓社會大眾了解,禾本科如何深入人類的生活。
從恐龍滅絕談起



如果沒有禾本科植物,可能就不會有人類出現。為什麼呢?原來6500萬年前「白堊紀──第三紀滅絕事件」雖導致主要天敵恐龍的滅絕,但是哺乳動物要興盛,端賴禾本科提供了適時充裕的食物。
禾本科提供人類主要的糧食。左上:稻米、左下:小米、右:台灣苗栗一帶種植的小麥。攝影:廖靜蕙

特有生物保育研究中心中海拔試驗站站主任陳志輝解釋,恐龍的滅絕,使得原先在地底下被壓得抬不起頭來的哺乳類始祖終於出頭,但這樣還不夠,要演化出更多的種類、擴增族群量,就得有充足的食物。

他是國內少數研究禾本科類群的學者,對於禾本科起源如數家珍。目前已知6500萬年前即有禾草花粉出現,5000萬年前,禾本科出現在地球上,提供草食哺乳類食物,養活肉食哺乳類,讓哺乳類越來越興旺,終於在300~500萬年前演化出我們人類。隨著人類的進化栽種穀物約1萬年前有了農業,也因為農業發達不斷改變土地,影響禾本科植物演化的方向與速度。

陳志輝說,從這段歷史可知恐龍時代的植物主要是裸子植物和蕨類,沒有「草」,那些不吃肉的恐龍,只能說是「植食性」恐龍,但不會有「草食」恐龍!

無所不在 全台跑透透

禾本科(Poaceae)植物泛稱為禾草,全世界的禾本科植物約650屬10,000種,種類數目僅次於菊科、豆科、蘭科和茜草科;全世界更有1/3面積為草原所覆蓋,重要性無以倫比。台灣土地面積雖不大,禾本科仍有125屬,約300個種類,也是維管束植物種類數目最多的一科。

無論上山下海,都有禾科本的蹤影。到海邊尋覓濱刺麥(Spinifex littoralis)的蹤影;河川地裡,有水利工程人員灑下甜根子草(Sacchanum spontaneum)護坡,山壁上掛滿台灣蘆竹(Arundo formosana),溼地周遭除不盡的李氏禾(Leersia hexandra),還有不畏強光溫差,安居高海拔的玉山箭竹(Yushania niitakayamensis),它們都是禾本科家族成員,說是全台走透透毫不為過!

海邊常見的禾本科植物:濱刺麥。攝影:廖靜蕙

高山上的禾本科植物:玉山箭竹。攝影:廖靜蕙

人類50~60%主食都是禾本科,再加上畜牧用,比例更高了!清點我們日常飲食中的糧食作物,如米飯、麵條、麵包、蛋糕,來自禾本科的水稻、小麥,其他如玉米、筊白筍、竹筍等,製糖用的甘蔗,都是禾本科!另外,肉、蛋、奶的產生,也都仰賴牧草、玉米等禾本科植物轉化提供;過去穿的草鞋、用的掃把、魚簍、枕頭裡的米糠、住的竹屋、茅草屋,都顯示了禾本科與我們同在!

另一方面,地上看到的雜草,一半以上是禾本科!陳志輝說,禾本科是支持人類發展的基礎,但是在農業上,也是農民恨得牙癢癢的植物。因此大多數除草劑都是拿來消滅禾本科植物,所以不能用在水田,否則連水稻都會死。能讓人又愛又恨的植物,非禾本科莫屬!

農業生態系 生物多樣性重要議題

全世界絕大部分人口以禾本科的穀物為主食。雖然台灣大多糧食作物都是引入,但經過數百年甚至千年馴化、撫育,都能適應環境,成為生態系一環。

特生中心主任方國運解釋,生物多樣性公約所關注的議題,第一個就是談農業生態系,因為所有農業生產都需維持多樣性才能支援人類的永續發展,這也說明何以全世界這麼重視不同穀麥品系的保存。

即使是外來引入,仍可依據原來的生態條件規劃作物種類。方國運表示,美國即使做農業耕作,還是有模擬生態系統的觀念,按照原本草原生態系中,低莖草、中莖草以及高莖草規劃生產;他到了美國才知道為何有些州種比較低的,有些州種比較高的榖麥,用農業的說法,就是適地適種。在每個地方逐漸適應的品系,也是生物多樣性的一環,雖非原生卻與我們生活息息相關。

「很多鳥到水稻田吃榖粒,」陳志輝舉例,這也說明了,何以農民會毒鳥保護收成。但另一方面,也說明何以生物多樣性公約重視傳統生態智慧。方國運舉最近聽到的例子,阿美族種稻的同時也會種油芒,因為油芒長得比水稻高,所以鳥來先吃它,餵飽了鳥,稻子就少遭殃了!

不但人類愛吃禾本科作物,很多動物也依賴禾本科,陳志輝說,只要有草的地方,就提供了很多生態系服務,例如野生動物的遮蔽、築巢材料,以及食物來源。「我們吃的榖粒是經過選育,但野生的禾本科也會結穀粒,人類覺得不好吃或太小,卻是野生動物喜愛的食物。」愛吃小米的鳥兒,讓原住民發揮趕鳥的藝術天分。

禾草餵養了草食性哺乳類,隱去小動物的蹤跡,提供鳥類築巢的素材,尤其是草鴞,更直接住到草叢裡了。

還有,濕地對水質的淨化功能逐漸受到重視,這是來自於底泥以及生長其上的植物,尤以蘆葦為主的溼地生態系統;這種生態概念,歐美國家拿來應用,取代過去以動力、化學的淨水方式。

萬事互相效力 讓生物多樣性得益處

自然界中的物種,所謂的有用、無用,端視人類立場,過去被引入作為牧草的象草,逸出到了野外,是令人頭痛的入侵種,但是現在卻成了再生能源的救星。

芒草、象草是已知生質能源的原料。方國運說,芒草耐寒,歐美國家也可適應,因為適合做成生質能源,歐美國家為此來東亞尋找種原,並培育出效能更好、喪失自然繁殖能力,沒有入侵機率的三倍體巨芒。一些國家有規律地以5%芒草替代火力發電所使用的煤,長期下來不無小補。

台灣南部恆春一帶種植的牧草就是象草,屬於熱帶物種,也是生質能源的重要成員。巴西已發展出百分百燒象草當能源的技術。雖然一些木本植物也適合成為生質能源,相較之下,象草、芒草這類禾本科具有易種的優勢,一年就有壯觀的收成,更值得推廣。但台灣有技術、有品種,卻因種種因素無法變成產業,尤其是最近油價下跌後更沒有競爭力。

象草等大型禾草是生質能源的明日之星。圖片來源:特生中心提供

禾草也是草原生態系的霸主。草原生態系是指降雨量無法支撐成森林,而維持草原生態的地區。全球草原分為三大類,赤道周圍的「熱帶草原」,常見有羚羊、斑馬、獅子、花豹出沒;「溫帶草原」如北美洲、絲路等地,電影《與狼共舞》成群的水牛出現,就在北美大草原。緯度最高的「凍原」看似不缺水,但大多數時間處於結冰的狀態,也就是這些水源處於無法利用的狀態,因此仍處於乾旱的情況,只有草的存在。

提到為何有這個展?特生中心主任方國運說,由於台灣是個島嶼,也是森林生態系國家,國人對於樹木相當有感情,也都十分愛護,相對之下,對於草本植物比較陌生,然而,禾本科植物卻是相當重要的存在,讓人又愛又恨,因此特展除了幫助民眾認識禾本科,不無平反的意味。

「禾本科植物雖然隨處可見,卻缺乏存在感,而且難以辨認,因此常遭到忽略。」由於研究門檻高,國內禾本科研究學者,一隻手就數完。陳志輝師承成大生物系教授郭長生,郭長生的老師許建昌則是從日本人接受禾本科研究承先啟後的重要人物。

雖然台灣在禾本科多樣性很高,卻未能積極發展成產業,諸如護坡草籽、庭園草種,都是國外進口,甚至作為生質能源有規模的種植,都極具發展性。方國運期待透過此次特展讓國人認識禾本科的潛力,吸引各界投入相關的研究發展,讓生態系發揮服務功能,才能真正了解生態保育的意涵!「禾樂融融」 禾本科植物特展 特生中心2016年度特展:禾樂融融。攝影:廖靜蕙

農委會特有生物研究保育中心為了增進國人對禾本科植物的認識,將透過標本及精彩圖文說明,一窺 禾本科植物真面目,再配合解說導覽方式,讓民眾更深入認識禾本科植物對人類之貢獻及其對台灣生態的影響 。

日期:即日起至11月30日時間:9:00~16:30,周一休館地點:農委會特有生物研究保育中心南投縣集集鎮民生東路1號(農委會特生中心)保育教育館B1特展室電話:049-2761331轉628