國立中興大學生命科學系一群教授,研究數種來自台灣、中國和東南亞地區,具不同自然斑葉類型之秋海棠 (Begonia),揭開了秋海棠植物因構造而形成斑葉,有如魔術色彩的物理機制。此項研究發表於今年五月號牛津大學出刊之國際植物學期刊Annals of Botany,並榮登該期之封面文章。
這項研究由興大副教授許秋容及其指導的嘉義大學生資所研究生包尚弘、興大生科系講座教授Peter Chesson、簡麗鳳副教授和中央研究院彭鏡毅研究員等人共同合作
許秋容教授表示,秋海棠斑紋的形成是由結構性機制所造成之物理色,與其葉片內位漏斗狀細胞 (相當於一般植物的柵狀細胞) 上方的細胞間隙有關。光線由葉上表皮在進入漏斗狀細胞間前,因此細胞間隙的存在,使得光線被折射和反射後,而在葉表形成了較明亮的區塊。此明亮區塊與正常綠色區 (此區無上述之細胞間隙) 相襯,即形成肉眼所見的斑紋,此現象可由物理的司乃耳定律(Snell's Law,即光入射到不同介質的界面上會發生反射和折射)解釋之。
研究同時發現,同一葉片之白斑區保有與綠色區相同之葉綠體微細構造與光合作用功能,此意指這種因結構形成的自然斑葉對植物的生長似乎沒有損失或壞處。
研究團隊表示,未來可延伸探討的領域,包含:秋海棠植物之天然斑葉具有何種生態意涵或適應特性及其遺傳基礎等等。由此研究也顯示,植物世界裡其實還有許多人類至今尚未瞭解之「奈米光學」,等著生物學家與物理學家攜手開發研究。