2011年11月12日

觀察稻葉中的小寶石-矽酸體

既然家裡有稻子,一定要物盡其用,看看還有沒有什麼好玩的可以看。


日本NHK電視台,有個很棒的網站叫作NHK for School。裡頭有為各學習階段、各學科所設計的節目。在這些節目裡,我特別愛這個ミクロワールド(微小世界)

畫面讚,配樂美,時間短,自己欣賞或播給學生看都好。雖然是日文發音,但是底下有日文字幕,看漢字應該懂五六成,就算不懂,用Google翻譯也翻得出來。

ミクロワールド第27回 植物の宝石 プラントオパール オープニング,介紹稻葉裡的矽酸體,剛好可以讓我參考玩玩。

片段介紹
http://www.nhk.or.jp/micro/hp/html/old/200710b/naiyou.html

 影片在此
http://cgi2.nhk.or.jp/school/movie/bangumi.cgi?das_id=D0005100112_00000

植物會經由根吸收環境中的矽,累積在體內形成矽酸體,它們看起來就像透明的玻璃一樣,所以才會稱為植物の宝石

大家比較熟知的部份,就是稻葉上的刺,其實那是一個細胞,在顯微鏡下還可以看見它的原生質流動的樣子。
葉緣矽酸.JPG

另外一種矽酸體是呈啞鈴形,彼此併排。這種矽酸體是在葉背的脈上。
啞鈴型01.JPG

還有一種矽酸體,應該是稻子裡最常被人類拿來利用的矽酸體,它的樣子是扇型的。扇型.JPG

位置如下。那個motor cell翻做機動細胞,「植物矽酸體研究與應用」這本書寫著,機動細胞可幫助葉的伸展,也可能有防止水份蒸散的功能。




怎麼會有人特別去研究這些矽酸體呢?雖然學界對植物體內的矽酸體功能尚無定論,但矽酸體的研究,已經可以應用在許多領域上。


在「植物矽酸體研究與應用」這本書中,寫到它的應用有這麼多!

  • 植物學
    • 某些植物的分類基礎
    • 植物群落的構成
    • 植物群落的生產力
  • 動物學
    • 野生動物的食性和攝食量
    • 動物的馴化過程
  • 農業
    • 栽培植物的傳播路線
    • 作物體系變遷
    • 作物與光合作用的關係
    • 森林及草原火史跡象
    • 牧草成份比例的估算
  • 土壤
    • 植被對土壤發育的影響
    • 腐植層的成因
    • 腐植層積年數的推測
    • 腐植層年代的推測
    • 古土壤層序的判別
    • 古施肥量的推測
  • 地質學
    • 古植被、古環境的恢復
    • 古動物食性鑑定
    • 地層的確認
  • 考古學
    • 土器產地的確認
    • 農作物起源
    • 農耕期開始的推測
    • 古人類生活方式與生活環境的推測
  • 其他
    • 藥類鑑定
    • 疾病(如食道癌)原因的推測
    • 罪犯證據的尋找



我蒐集台灣有關矽酸體(photolity)的這類資料時,都是在人類學的研究,或是考古學的研究論文裡看到。因為矽酸體不容易被分解,所以古人種過稻子或是種其他禾本科植物的地方,常會在土壤裡殘留這些矽酸體。藉由這些土壤中的矽酸體,我們就可以知道古人吃什麼、種什麼了。

此外,學界找矽酸體,也可能會從陶片找起,因為裡頭可能會有稻殼或其他稻子的成分,所以研究破陶片裡頭的矽酸體,也是考古學或是人類學裡的一個研究項目呢。

矽酸體日文稱為プラント・オパール,日本的資料裡很常出現用矽酸體研究稻子的起源,或是日本人的起源。


看影片中取矽酸體是把葉子橫切之後取得的,不過我太晚去摘稻葉,稻葉都枯黃了,所以我就改用另外一招,把葉子燒掉,剩下的灰燼泡水拿來觀察。

看了稻葉的灰燼之後,才發現原來草木灰裡頭有很多不太認識的結晶,讓我想到我之前看草履蟲的時候,用顯微鏡看水溝底下的泥巴時,也看到很多亮晶晶的東西,不知道是不是植物的矽酸體。

除了燒成灰的作法以外,那本矽酸體研究的書裡還提到一種溼式灰像法,把葉子泡在30%  雙氧水中,使其慢慢氧化。必要的話,還可以加入少量硝酸加熱處理,加快氧化速度。要看的時候,把酸液洗掉,放在載玻片上,成功的話,就可以清楚看見矽酸體的型態和排列圖案。




相關連結

http://en.wikipedia.org/wiki/Phytolith
http://www.nature-sugoi.net/db/db_19.php
http://www.coara.or.jp/~sasakiak/Plant-Op.html
http://www.technex.co.jp/tinycafe/discovery37.html
http://www.technex.co.jp/tinycafe/gallery13.html

植物矽酸體研究與應用 / 王永吉
電子書 http://read.chaoxing.com/ebook/detail.jhtml?id=12004733&page=1
翻拍照片 https://picasaweb.google.com/112925644144001535556/vMeVKK#

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