【全世界最臭的花】巨花魔芋開花的臭味來源是什麼?

巨花魔芋

巨花魔芋開花的臭味來源

巨花魔芋(Amorphophallus titanum)被譽為「世界最臭的花」。每當巨花魔芋開花時,整個植物園都會被一股濃烈的屍臭味包圍,讓人瞬間掩鼻,但這正是牠吸引傳粉昆蟲的重要祕密。它開花的機率極低。通常需要等待 7 到 10 年 才會第一次盛開。而一旦開花,花期也只有短短 24 至 48 小時,稍縱即逝。這種罕見的「曇花一現」使得每次巨花魔芋開花,都會成為植物園的大事件,吸引成千上萬的遊客前來圍觀。
這股令人作嘔的腐肉或糞便氣味,卻是它們吸引蒼蠅前來授粉的秘密武器。一直以來,科學家都不清楚植物是如何製造出這種通常來自細菌分解屍體的臭味。如今,一項發表在 Science(5 月 8 日)的研究揭開了答案:只要一個基因的小小改動,就能讓植物散發出「屍臭」。

一切源於小小的基因變化

來自日本的研究團隊發現,不同類群的植物雖然彼此無關,但卻在演化上「各自走到了同一條路」。它們都是透過一個名為 SBP1 的基因進行複製時發生突變,替換了酵素中的幾個胺基酸(組成蛋白質的成分),結果就生成了臭味(蛋白質是主要的臭味來源)。

以野薑屬植物(Asarum simile)和日本柃木(Eurya japonica)為例,它們需要三個關鍵的胺基酸改變,才能散發屍臭味;而東亞臭菘(Symplocarpus renifolius)則只要兩個改變就能成功。所以理論上來說,任何植物經過小小的基因變化都會由散發香氣變成臭味。

 

原本的 SBP1 酵素負責分解一種叫做甲硫醇(methanethiol)的化合物。甲硫醇本身就帶有臭味,也是部分人口腔衛生不佳時造成「口臭」的元兇。正常情況下,這種酵素會把甲硫醇分解成過氧化氫、硫化氫和甲醛。但經過突變後的酵素,卻會把兩個甲硫醇分子「拼接」成 腐肉惡臭的來源的硫化物(dimethyl disulfide)。

有趣的是,研究估計在野薑屬植物中,這項製臭能力在演化過程中曾獲得又失去超過 18 次,顯示植物持續面臨「是否要臭」的選擇壓力。畢竟能散發惡臭的個體,更能吸引嗜臭的蒼蠅幫忙授粉。

基因重複與突變,常常是生物獲得新特徵的關鍵。因為「備份基因」的存在,讓演化有了實驗與創新的空間,而不會破壞原有功能。罌粟植物能製造嗎啡,也正是走上了類似的演化捷徑。

資料來源:

https://www.kahaku.go.jp/english/

閱讀更多其它園藝文章: