2022年04月14日 12:09
【科學快訊】
來源： 把科學帶回家
撰文 七君
新冠疫情以來，許多人的旅行計劃被擱置了。在家待久了，總想著去別處看看。當你在幻想暑假出行去海邊旅行時，可能沒有考慮過濱海和熱帶城市一直存在的一個世界性難題：如何處理棕櫚葉。
是的，棕櫚雖然看起來普普通通，但卻是世界上最難分解的物質之一。菜葉子放在垃圾桶裏會自己爛掉，但是棕櫚葉卻不會。因為這個原因，棕櫚葉是回收產業最討厭的垃圾之一。但是，棕櫚葉這麼強悍，卻和它超越其他生物的長壽細胞有關。今天我們就來了解一下這種能搞破粉碎機的植物。
圖片來源：wikimedia
棕櫚是棕櫚目棕櫚科（Arecaceae）植物的統稱，椰子樹（Cocos nucifera L。）就是棕櫚科的。棕櫚很耐旱，因此很好養活，許多地方用棕櫚當行道樹或景觀樹，一些棕櫚甚至成了入侵物種。可是一段時間後，許多城市大呼上當，因為不管是活著還是死掉的棕櫚，都給城市維護帶來了麻煩。
美國亞利桑那州的鳳凰城就種著許多棕櫚，這個城市每年要處理約4萬噸棕櫚葉。可是，垃圾處理廠卻拒收棕櫚葉。鳳凰城政府的專家對此毫無辦法，甚至只能向全社會求助。
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2016年，鳳凰城社區和經濟發展處的項目經理 Gretchen Wolfe 就對媒體表示：「如果你知道怎麼回收處理棕櫚葉，我們希望得到你的專業知識。」
垃圾回收處理站不收棕櫚，主要是因為棕櫚葉的纖維會把機器搞破。
因為即使被撕成小塊，變成細得像電話線一樣的纖維，棕櫚纖維依然具有很高的強度。這些纖維連能碾壓汽車的工業粉碎機都搞不定，甚至還會纏住機器，造成破壞，難怪垃圾回收站看到棕櫚葉就搖頭。
垃圾回收站的粉碎機是很強悍的。
加州資源回收與再利用局（CalRecycle）的有機物處理部門官員 Robert Horowitz 也肯定了棕櫚葉能破壞粉碎機的說法：「棕櫚葉的纖維太多了」。他還指出：「從各方面來說，棕櫚葉都超級強悍。但從另外一方面來說，它們也是很神奇的材料。用棕櫚做的海灘陽傘不會壞。」
所以，一般情況下棕櫚只能被丟在垃圾填埋場。但是這也不是一個好方法，因為棕櫚像塑料那樣很難分解。
棕櫚纖維很難分解，因此可以制作成耐用的家庭用具。圖片來源：wikimedia
洛杉磯固體廢物資源處（Los Angeles’ Department of Solid Waste Resources）的主管 Manuel Gomez 表示：「棕櫚絕不會分解。」亞利桑那索諾蘭沙漠博物館的植物學館長 Mark Fleming 也肯定了這種說法。他解釋道，棕櫚葉的纖維會讓生物降解速度顯著放緩。
Fleming 說，要讓棕櫚葉堆肥，關鍵是濕度，但是即使在合適的條件下，棕櫚葉也需要大約50年才會自行分解。
這種至少要花掉兩代人的時間才會降解的有機物顯然會占據垃圾填埋場的有限空間和時間，因此垃圾填埋場對棕櫚標出的價格是普通垃圾的兩倍。
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洛杉磯城市衛生部門的工程師 John Chung 說，一般園藝綠色垃圾拉到填埋場的費用是37美元，但棕櫚葉至少要58美元。承包了加州200多個城市行道樹修剪的公司 West Coast Arborists 的副總 Andy Trotter 也表示，雖然棕櫚葉只占他們處理的垃圾中的一小部分，但卻是「垃圾處理中最昂貴的部分」。
他說，普通植物修剪下來的枝條只要放在堆肥的地方自然腐爛就好了，成本幾乎可以忽略不計，但是棕櫚葉只能拉到垃圾填埋場填埋，在垃圾填埋點，一噸收費大概為35-50美元。
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此外，棕櫚是會「掉毛」的，掉下來的棕櫚葉會砸壞擋風玻璃，砸傷行人。在熱帶和亞熱帶地區，被一片碩大的棕櫚葉子砸到住院並不是笑話。
今年2月，海口現代花園小區就有棕櫚葉片砸壞業主汽車的報道。為了防止棕櫚砸人，海口一些小區直接把棕櫚「剃了光頭」。
海口某小區的大王棕葉片掉下來，可以砸壞汽車和路人。圖片來源：m.yunnan.cn/system/2022/02/11/031917291.shtml
洛杉磯消防部門的林務員 Keith Condon 還提到，修剪棕櫚樹也很危險，每年都有一兩個人在修剪過程中喪命，因為致密而堅硬的棕櫚葉處理不當的話，有時會壓迫工人，使其窒息。
修剪棕櫚植物是個技術活，而且會帶來生命危險。圖片來源：pixabay
那麼，為什麼棕櫚纖維能搞破粉碎機，還不會腐爛呢？
歸根結底，這是因為棕櫚樹擁有世界上最長壽的細胞。
對於木本植物，如我們平常見到的松樹來說，沒有任何一個細胞能活得比本體更久。大盆地刺果松（Pinus longaeva）雖然可以活三千歲，但是它的活組織的壽命不超過一百年。
大盆地刺果松（Pinus longaeva）。圖片來源：wikipedia
因此著名奧地利植物學家 Hans Molisch 曾發出這樣的感歎：「毫不誇張的說，老樹的大部分都是死細胞，就像一片只有少數房屋還有人住的廢墟。」
其他植物也是如此。
世界上最長壽的植物可活20萬年，這個紀錄是海神草屬（Posidonia）的植物保持的。不過，它是靠不斷克隆自己實現長生，單個細胞的壽命遠短於整體。
大洋海神草（Posidonia oceanica）的壽命可達數十萬年。圖片來源：wikipedia
其實這一點放在動物身上也適用。
比如人體內，除了大腦中的神經元，沒有任何一個細胞能伴隨你一生。體細胞中最短命的是血液中的有核紅細胞（一般只在嬰兒身上和成人骨髓中有），它們一般只有5天壽命。最長壽的是腦神經元。當然了，因為成人腦神經元無法再生，這些長壽細胞是死一個少一個。
要論細胞壽命，棕櫚樹的細胞是所有多細胞生物之冠。
美國國家熱帶植物園（the National Tropical Botanical Garden）的植物學教授 P。
Barry Tomlinson 和哈佛大學的植物學研究者 Brett Huggett 在2012年提出，棕櫚樹是最長壽的植物，這並不是說它們的壽命是最長的，而是說它們的細胞壽命可能是所有植物，甚至所有多細胞生物中最長壽的，而這恰恰是因為棕櫚樹的老細胞不會被新細胞更新。
棕櫚樹的細胞在一生中大都保持不死的狀態。和松樹相比，棕櫚樹幾百年的壽命可能不算什麼，但是棕櫚的每個細胞都見證了本體的死亡，這一點是其他植物做不到的，有點像我們的腦中神經元。
要知道棕櫚的准確年紀，最好知道它們的栽種時間。種在法屬幾內亞的Place de Palmiers 的王棕（Roystonea regia）有明確的種植記錄，它們的年齡超過200歲。圖片來源：wikimedia
為什麼棕櫚細胞這麼長壽？這和棕櫚的獨特生長模式有關。
剛才說過，棕櫚植物的老細胞不會被新細胞替代，你肯定會好奇新細胞去了哪裏。實際上，棕櫚的新細胞都沿著上升通道去了上頭。
沒錯，棕櫚組織的年齡是按高度遞減的，越接近樹冠的細胞越年輕，根部的最老，而同一個橫截面的細胞都是「同一屆」的。
這和木本植物有本質區別：木本植物除了往上長，還會往外長，同一個橫截面面的細胞年齡不同，因此才會有年輪。
由於棕櫚沒有年輪，在判斷棕櫚的年齡時，一般是記錄每年長的葉子數量，然後根據它的葉片數進行估算。一些棕櫚可以活近八百歲，如圖中的蓬草樹（Kingia australis）。圖片來源：pixabay
實際上，棕櫚植物的莖幹在萌發出土前就長得很粗了，並且還會在葉片長開的過程中逐漸變粗。這就好比人類為了支撐上半身的重量，在嬰兒期就長出了小學生的大屁股。這種「超前發育」模式被植物學家稱為「establishment phase」（創立期）。
而為了在成長過程中底部不「塌房」，棕櫚還會不斷增加舊組織的機械強度，實踐「終身學習」。
具體來說，隨著年齡的增長，棕櫚樹幹的每個橫截面上的同齡細胞都會逐漸變硬，也就是木質化。而且這個過程是從中心向外圍呈輻射狀發生的。
這就是為什麼，年齡越大的棕櫚植物就越硬，而且根部和芯子最粗最硬。這樹可真是越老越皮。
與此相反，木本樹樹幹裏負責搞運輸的導管以及負責支撐的厚壁組織都是死細胞，顯然做不到隨年齡進步，因為強度和硬度在細胞死去時就不再發生變化。只有具有棕櫚這樣長生的細胞，植株才可以在一生中逐漸變強。
木本植物負責搞運輸的導管以及負責支撐的厚壁組織都是死細胞（主要是3）。圖片來源：wikipedia
棕櫚這種「新人不斷向上晉升，老人則終身學習」的生長模式就叫做棕竹模型（Rhapis model）。上文提到的 Tomlinson 和 Huggett 認為，這種生長方法為棕櫚植物帶來了終身呵護，讓它們不用擔心因為長個而變得拉垮。
總而言之，棕櫚樹的地表最長壽細胞讓它們變得很難分解，並且隨時准備砸下來爆錘人類。
自強不息，終成垃圾中的戰鬥機。
