植物也懂得超前部署

隨著全球暖化造成的氣候變遷，降雨的狀況愈來愈不穩定。經常都可以看到新聞報導，哪個地方鬧旱災、哪個地方鬧水災等等。對植物來說，真的是「長安居，大不易」啊。

旱災對植物會造成什麼樣的影響呢？最近有一個研究，使用了一種稱為「道格拉斯茼蒿」（Chaenactis douglasii）的野生植物做觀察。

他們發現：乾旱與熱可以使道格拉斯茼蒿縮短生命週期，從多年生轉為一年生。

研究團隊從95個不同的地區收集了6,074株道格拉斯茼蒿的幼苗，他們在溫室中種植這些幼苗，並記錄這些幼苗什麼時候開始抽苔（長出花苞）。另外，他們也使用流式細胞儀來估計這些幼苗基因體的大小。

結果他們發現，總體有8.7%的植物出現抽苔現象。但是大部分抽苔的植物來自溫暖、乾燥的氣候環境區域。統計後發現，熱與乾旱程度的增加，與抽苔現象呈現正相關：61%的生活史變異（從多年生變為一年生）裡面，有22%可以歸因於種子來源地的氣候以及「年度熱濕指數」（AHMI，annual heat moisture index）。

什麼是「年度熱濕指數」呢？它是一個綜合考慮溫度和降水量的氣候指標，用於評估一個地區的乾燥程度。較高的 AHMI 值表示氣候更乾燥，而較低的 AHMI 值則表示氣候相對濕潤。

通常AHMI是這樣計算的：

AHMI = (年平均溫度 + 10) / (年雨量 / 1000) 其中，溫度單位為攝氏度，雨量單位為毫米。

為什麼不單純的就使用雨量與溫度呢？過去的研究發現，相比單純使用雨量或溫度，AHMI 能更全面地反映一個地區的水分有效性，因為它同時考慮了溫度（影響蒸發）和降雨。

研究團隊在95個群體中選出了266個進行分析，分析的結果與先前研究所說的大致符合：道格拉斯茼蒿存在著二倍體、三倍體、四倍體與六倍體，而以二倍體與四倍體是最常見的類型。他們發現，基因體的大小對抽苔的時間沒有顯著影響。

總而言之，研究團隊發現，植物在小時候遇到乾熱的狀況後，會「超前部署」：縮短生命週期來逃避對自己生存不利的環境條件。這是所謂的「乾旱逃避策略」（drought escape strategy）。

但是，並不是所有的植物都變成一年生，只是部分的群體改變生命週期。研究團隊認為，這是一種「下注對沖」（bet-hedging）策略，透過改變部分群體的生命史，增加整個群體在環境變化時生存的機會。畢竟預測歸預測，誰也不知道是不是年頭比較乾熱，年中就一定會鬧旱災啊。

研究團隊認為，隨著氣候變遷所造成的乾旱頻率上升，在2041-2070年時，會有更多的道格拉斯茼蒿變成一年生。

參考文獻：

Amos, C. H., B. A. Richardson, S. Barga, F. F. Kilkenny, and R. K. Dumroese. 2024. Annual-perennial lifespan variation in Chaenactis douglasii suggests a drought escape strategy in warm-arid environments. American Journal of Botany 111: e16391. https://doi.org/10.1002/ajb2.16391