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植物界的「屍臭」密碼:三種植物如何獨立演化出相同腐味?

科學家最新研究揭開了一個令人作嘔卻又迷人的自然現象:某些植物竟能散發腐肉般的惡臭,而這背後竟源自相同的基因演化策略。這項發表於《科學》期刊的研究發現,三種毫無關聯的植物——野生薑(Asarum simile)、東亞柃木(Eurya japonica)和臭菘(Symplocarpus renifolius)——不約而同地透過修改同一種酵素,成功製造出吸引授粉蠅類的死亡氣息。

日本研究團隊運用生物化學與分子遺傳學技術,解開了這個長期以來的謎團。原來這些植物都經歷了相似的演化路徑:先複製名為SBP1的基因(這在生物演化中相當常見),再讓多餘的基因副本發生突變,改變酵素中的幾個關鍵胺基酸。有趣的是,野生薑和柃木需要三個胺基酸變異才能產生臭味,而臭菘僅需兩個變異就能達到同樣效果。

這種經過改造的酵素會將原本分解甲硫醇(造成口臭的化合物)的功能,轉變為將兩分子甲硫醇結合成二甲基二硫醚——正是腐肉惡臭的主要來源。值得一提的是,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡最近在系外行星K2-18b的大氣層中也偵測到這種化合物,被視為可能存在外星生命的跡象。

研究更發現,在Asarum屬植物中,製造二甲基二硫醚的能力至少反覆出現與消失18次之多,顯示植物確實面臨演化壓力來發展這項「臭味戰術」。那些成功變臭的植株,往往能吸引更多蠅類前來授粉,提高繁殖成功率。

這項研究也印證了基因複製在生物演化中的關鍵角色。多餘的基因副本可以在不影響原有功能的前提下自由突變,為新性狀的產生提供「實驗場域」。例如,罌粟就是透過這種方式演化出製造嗎啡的能力。這些發現不僅解開了植物臭味之謎,更為生物演化機制提供了精彩案例。