從天南星花部手性看見保育價值

摘要

天南星屬植物具有欺騙性授粉系統，以佛焰苞花室吸引授粉昆蟲。近年研究指出，佛焰苞邊緣具有左右旋的手性特徵，可決定基部逃生孔的方向。然而，此手性對於授粉者的移動路徑、受困、逃離仍缺乏對臺灣產物種的實證研究。
本研究以臺灣天南星為對象，從花部形態、昆蟲行為、花室微氣候與棲地條件四個層面，探討佛焰苞手性對授粉機制影響。研究內容包括：野外族群分布與微棲地調查；昆蟲受困與逃脫實驗；花室產熱對授粉者之作用。
研究結合野外調查、測量與觀察。於分布區設立樣區，記錄性別比例與空間分布；分析佛焰苞手性、小孔方向與構造；統計受困昆蟲數量監測花室溫度變化。
透過研究，預期可釐清雄株佛焰苞中昆蟲死亡原因，並驗證「昆蟲僅在雌株永久受困」之假說。此外，本研究將研究結果延伸至保育層面，評估棲地破碎化、林下微氣候改變影響授粉昆蟲。研究成果為未來原生天南星族群監測、棲地管理的重要參考。

關鍵詞：手性、授粉機制、佛焰苞

方法與執行步驟

本研究以臺灣天南星（Arisaema formosanum）為研究對象，於嘉義縣大凍山步道周邊設置樣區，於繁殖季進行野外調查，記錄植株座標、海拔、物候、雌雄株比例及空間分布，建立族群基礎資料，並驗證是否符合文獻所述約3：1的雄性偏倚現象。並調查佛焰苞手性（左旋、右旋）、佛焰苞長度、開口管徑及基部小孔的位置、方向與孔徑，並使用影像紀錄，以建立完整的形態資料庫。

研究期間將解剖不同手性的雄株花序，統計受困昆蟲的數量、類群、死亡位置及存活狀態，評估花部手性是否影響昆蟲逃脫機率及授粉效率。

此外，本研究利用熱像儀量測花序與環境溫度，探討臺灣天南星是否具有產熱現象，以及花室微氣候是否形成吸引授粉昆蟲的熱獎勵。同時運用光譜儀、照度計及顯微觀察分析佛焰苞內部亮度差異，驗證光學誘導與物理陷阱對昆蟲行為的影響。所有調查資料皆登錄於標準化調查表，並以描述統計、卡方檢定、曼－惠特尼 U 檢定及廣義線性模型分析手性、花部形態、微氣候因子與昆蟲受困之關聯，進一步評估花部手性在授粉機制中的生態功能，並探討其對臺灣天南星保育及演化適應的意義。

創新作為與跨域合作

本研究以臺灣天南星花部手性為核心，整合植物形態學、授粉生態學、昆蟲學及保育生物學等領域，建立兼具基礎研究與保育應用的跨域研究，結合佛焰苞手性、花室微氣候及授粉昆蟲行為等因子，探討其對繁殖成功的影響。

研究成果補足臺灣天南星授粉生態與形態演化的知識缺口，並作為原生植物保育、棲地經營及族群監測依據，應用於生態保育、林業管理與環境教育，促進研究與保育的跨域合作，提升特殊授粉系統植物的保育成效。

預期成果與貢獻

本研究預期建立臺灣天南星佛焰苞左、右旋手性的自然分布比例，並釐清其與授粉昆蟲逃脫效率之關聯。透過野外觀察與昆蟲受困實驗，探討昆蟲於雄株花序中死亡的機制，分析手性方向、基部小孔位置、蠟質物理屏障及光學陷阱等因素之影響。此外，評估花室微氣候、產熱現象及附屬物對授粉者行為的協同作用。研究成果將補足天南星手性形態之生態功能缺口，深化對特殊欺騙性授粉系統演化機制的理解。