作者 張文亮 2013.04.28

有一天，我帶著學生走在一個人跡罕至的山谷裡，那是在台灣最惡劣的地方之一－坡度在60°以上，土石容易滑落，土地貧瘠、乾燥、土質偏酸，我們走到山谷的盡頭，不禁訝異的大聲歡呼，因為在山谷的峭壁上，正長著一種台灣稀有的植物－馬尾松（Pinus massoniana）

馬尾松是一種令人驚奇的植物，只要有5～10公分厚的淺淺表土，就能讓根深深地札入表土下的岩石縫，並取得足夠的營養份與水份，讓馬尾松以幾乎接近垂直的角度，向上長30公尺以上的高度。馬尾松就是有這種能力，所以能夠長在懸崖峭壁上。

馬尾松的生存能力

馬尾松屬於常綠的針葉植物，針葉是二根長成一束，長度有14-20公分，柔軟有彈性，像是馬尾，難怪人稱其為「馬尾松」。馬尾松不像其它松樹，喜歡長在潮濕、低溫、土質肥沃的山上，反而長在乾燥、較熱、貧瘠的地方。為什麼馬尾松會選擇這種地方生長呢？

有一個關鍵是，有些固氮細菌長在馬尾松的根部，能將空氣中的氮氣轉換成蛋白質，供給馬尾松，而細菌合成蛋白質所需的能量，是來自馬尾松根部所提供的碳水化合物，這是一種樹與細菌的「共生」關係，互蒙其利。

懸崖上的植物

但是固氮細菌，只能長在乾燥、貧瘠的地方，若是水份一多、土質肥沃一些，這種固氮細菌就難以生存，馬尾松就不易生存。因此每年降雨量只要超過2100 mm，馬尾松就無法生長，而台灣的平均降雨量是2500 mm，所以馬尾松要在台灣生長，必須長在排水良好的懸崖峭壁上！

耐旱植物的生長機制何等的有趣，不過這些自然科學的知識是怎麼來的？是馬尾松教我的嗎？當然不是。是二十世紀著名學者雪瑞弗（Forest Shreve，1878-1950）所提出來的，在科學史上，他被稱為「研究沙漠植物的第一人」。

沙漠健將

雪瑞弗生於美國馬里蘭州的尹斯頓（Easton），他從小喜歡植物。1905年，他在約翰‧霍浦金斯大學植物系取得博士學位，鑽研植物吸引螞蟻的機制。畢業後，他前往牙買加研究熱帶雨林。1908年，美國卡內基協會在亞歷桑那大學成立「沙漠實驗所」（Desert Laboratory），開始聘請願意長期在沙漠研究生物的人。當時很少人對沙漠生物有興趣，更少人願意長期在沙漠裡作研究，以致很少人前往應徵。

雪瑞弗後來寫道：「沙漠不會有人來干擾，是可以讓我安靜讀書的地方；沙漠是提供學習者增強體力的所在。」他由熱帶雨林，轉到亞歷桑那沙漠實驗所任職。

沙漠的單純與豐富

同年，前來沙漠實驗所的還有一位滿懷理想的年輕女性貝菈米（Edith Coffin Bellamy），她研究植物水份生理對於陽光輻射的反應，而沙漠正是提供這種研究的好場所。1909年，兩人結婚。

雪瑞弗寫道：「我前來此地只想探究耐旱植物在缺水、炎熱地方，如何生存的奇妙平衡。後來才發現，沙漠是世界上最單純的地方，沙漠裡的植物是最單純的生命，只需要有一、二個耐旱機制，就能生存。沙漠裡的耐旱植物，把沙漠當成自己的居所。」

地球的陸地上，14%是沙漠，其年降雨量低於蒸發散量，一般人視沙漠為文明的邊緣，是人類無法利用的地區，對社會經濟的發展了無貢獻。1931年，雪瑞弗夫婦卻提出沙漠裡的植物雖少，但是在沙漠植物的覆蔽下，動物的種類並不比一般的地區少，爬蟲的種類甚至超過許多地方。

單純來自直接單一的生存機制

雪瑞弗夫婦提出沙漠植物的生存機制，例如葉子減小面積、夜間才行光合作用、植物根部深入地下，與細菌共生等，這些知識現在看似平常，當年卻是一對植物科學的愛好者，長期在白天45℃以上，夜間溫度低於5℃，響尾蛇經常出沒的地區，作四十年的研究才得知的。

沙漠與荒野使人不複雜

雪瑞弗夫婦是基督徒，也寫靈修小品文，雪瑞弗在晚年時寫道：「前來沙漠，並不是自其他較好的地區放逐，而是一個人在大自然裡選擇一個地方，讓他的生命有更好的調適，而且體能更好、頭腦更清楚。」

如同沙漠植物能在險惡的環境中生存，是生命的單純，而非複雜。

註：原標題為「為何有些植物會生長在惡劣的環境裡」。

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