植物煉金術 南太平洋雨林會流出鎳金屬的樹

by:時穿
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在南太平洋的新喀里多尼亞,當地部分地區的土壤重金屬含量高。為了要在這樣的環境下生存,當地的植物已經發展出可以吸收土壤重金屬的能力,流出來的樹脂也都含有重金屬。

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Pycnandra acuminata樹脂含有 25%左右的鎳金屬,才會呈現出這種特別的藍綠色。

Photo: Johnathan Diong

生活在重金屬土壤的植物

在南太平洋的新喀里多尼亞(New Caledonia),當地的土壤環境中含有鉻、鎳、錳等重金屬。

雖然在正常情況下,多數的動植物都無法在這種重金屬含量極高的環境下生存,但「重金屬高累積性植物」(hyperaccumulator)就是個例外──它們的根部能直接吸收土壤中的重金屬,並將這些重金屬儲存在莖、葉,或種子當中。

新喀里多尼亞有65種以上

在新喀里多尼亞,這裡至少有 65種植物可以直接從土壤當中吸收鎳金屬,其中最吸引研究人員注意的是學名為Pycnandra acuminata的樹,它是目前科學家們發現能儲存最高鎳濃度的植物。

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這是新喀里多尼亞的地理相對位置,它的位置在紐西蘭北方大約 2,400公里,目前是法國的海外屬地。

地球圖輯隊

藍綠色樹脂很特別

1970年代,有研究人員在新喀里多尼亞發現Pycnandra acuminata這種樹,它的樹脂呈現出非常特別的藍綠色,而引起大家的注意。

最後,研究人員才發現它的樹脂之所以會呈現出藍綠色,正是因為成分當中含有 25%的鎳。

換言之,Pycnandra acuminata這種樹不只能在含有鎳金屬的環境下生存,它還將土壤當中的鎳吸收到植物體內。

左邊是Pycnandra acuminata的全貌,右圖則是它的藍綠色樹脂。

大型又罕見的熱帶樹種

澳洲昆士蘭大學專門研究Pycnandra acuminata的植物學家恩特(Antony van der Ent)表示,這種樹是一種僅存於新喀里多尼亞的熱帶雨林、最高可達 20公尺高的大型又罕見的樹種。

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圖為新喀里多尼亞南部亞泰(Yate)的樹林一景。

Photo: david

抵抗昆蟲攻擊

在新喀里多尼亞生存的植物,因為土壤環境的關係,而演化出在這種環境下也能生存的技能。那這些植物體內的重金屬,是否能為它們帶來一些好處呢?

目前,研究人員推測,Pycnandra acuminata的鎳可以讓它們抵禦昆蟲的攻擊,它的藍綠色樹脂的鎳濃度對於昆蟲或人類來說都是有毒的。

經過數百萬年的演化

恩特解釋道,在新喀里多尼亞的這些植物是歷經數百萬年、多次的超量累積(hyperaccumulation),才能演化出這麼多種類。而且早在人類發現它們以前,這些植物一直都自然而然地在這些富含金屬的土壤中生活著。

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圖為 2001年7月,在新喀里多尼亞的鎳礦礦場,一輛 50公噸重的貨車正將滿載的鎳土礦倒進貨輪上,準備運往亞洲和澳洲的冶煉廠。

路透社

淨化重金屬汙染土壤?

重金屬高累積性植物這種能從土壤當中吸收重金屬的性質,也引來不少科學家和採礦業者的興趣。

一些科學家們認為,如果我們在未來能利用這些重金屬高累積性植物,來淨化受到重金屬汙染的土壤,或許就能解決人為重金屬汙染問題。

拜託植物幫忙冶金

採礦業者則從重金屬高累積性植物看到了商機:以新喀里多尼亞來說,這裡的土壤富含鎳金屬,鎳在市場上可以賣到不錯的好價錢,如果人們能在這些鎳濃度特別高的地區廣種最會累積鎳金屬的植物,請它們代為「採礦」幫忙從土壤中吸收鎳金屬,如此一來,人們就只要「收成」這些植物,就能順利取得礦產了。

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圖為新喀里多尼亞南部的地景,當地土壤含有大量金屬氧化物和鎳礦而呈現出橘紅色。

Photo: Bananaflo

播種要先拿電鑽

採礦公司Vale派駐在新喀里多尼亞的管理員麥考伊(Stéphane McCoy)說,當地的土壤因為重金屬含量高,在夏天的時候可達攝氏 60-70°C,這個溫度都可以把蛋煎熟了。

而且當地土壤中的重金屬含量之高,如果人們想要播種,還需要拿出電鑽才能把土鑽開。

尋找最有效率的方法

新喀里多尼亞農業研究所(New Caledonian Agronomic Institute)的研究員福加里尼(Bruno Forgliani)表示,他們正在當地研究每一種重金屬高累積性植物每單位最多可以吸收多少的鎳。

他們也換了各種肥料,為的就是要找到能最有效「吸收」、在植物體內濃縮出最高鎳濃度的配方。

過程耗時  還需要煉金術

不過這種「採礦」方式還在測試階段,一來這些植物需要花費很長的時間,才能開花結果再來採收。再者,科學家們還必須要找到能從這些植物當中「煉金」的方法。


延伸閱讀:《沒有氧氣一樣能活 裸鼴鼠用植物的方式代謝
我們為何要關心雨林存活

參考資料:
01 The tree that bleeds... metal?
02 When plants work as miners and cleaners
03 New Caledonia plants are heavy metal fans