樹皮的奧秘:木材與樹皮的角色 - NAHA 期刊 2023 秋季

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2024-03-21
樹皮的奧秘:木材與樹皮的角色 - NAHA 期刊 2023 秋季
樹皮的奧秘:木材與樹皮的角色 - NAHA 期刊 2023 秋季

目錄

香味樹皮:例外而非規則

由羅納克學院生物學教授、註冊芳香療法師 DorothyBelle Poli 博士撰寫


 

樹皮的芬芳療法:探索植物之香

肉桂 芳療 NAHA 沉檀 


 

關於 DorothyBelle Poli 博士:


 

DorothyBelle(簡稱DB)Poli 博士是弗吉尼亞州薩倫羅諾克學院生物學的全職教授,也是弗吉尼亞州自然歷史博物館的研究員。她是一位進化植物生理學家,研究植物激素如何影響軸形成。DB 於2005年從馬里蘭大學獲得植物生物學博士學位。此外,她也是Aromahead Institute的認證芳香療法師。她是Dragon Research Collaborative的聯合主任,該跨學科研究小組探討植物化石如何影響世界各地的龍傳說。您可以通過電子郵件聯繫Poli 博士:poli@roanoke.edu



 

木材的理解

學生經常問我木材到底是什麼。從進化的角度來看,木材是一種專門發展出來為植物提供結構支撐的特殊組織。木材是對木質部的改造,木質部是負責運輸水分的細胞;因此,有些人將其稱為次生木質部。因此,這種組織由纖維素纖維組成,就像芹菜(Apium graveolens)一樣,但它還含有半纖維素和高水平的木質素,這創造了一個內部網格,抵抗細胞的壓縮。結果是一個更厚,更重,更結構堅固的內部細胞體,使植物能夠生長更大,壽命更長。木材存在於產生木材的植物的莖,枝幹和根部中。


 

次生生長是樹木的一個獨特特徵,它負責使植物變粗而不是變高。隨著樹木的年齡增長,它在前一年的生長最外圍增加了一層木材。這個過程發生在樹皮的內層(活性皮層)和前一年的木質部在薈萃皮層處。薈萃層是木本植物中另一種專門的生長組織。它形成了樹輪/年輪/生長輪。每個環提供了關於樹木在一年內環境中所經歷的信息。例如,厚環顯示出一個良好的生長季節,包括水和溫暖的日子。緊密的生長環則表明了一個更乾燥,更涼爽的季節。較老的環是活細胞的殘餘,但它們由纖維素和木質素的化學組成使它們能夠作為中空水管,將水在整個植物中移動。



 

樹皮:樹木的皮膚?

樹皮是木本植物上的專門化外層組織,在草本植物上則不存在。位於木質部最外緣的樹皮由薈萃層以外的所有層組成。最內層的皮層是活性組織,隨著樹木變寬和成熟而分裂。這些細胞最終死亡,變成稱為皺紋皮的厚厚的外層樹皮,而新的皮層則繼續進行這個循環。這就是為什麼您會注意到樹木的樹皮隨著樹木的年齡而改變外觀。


 

樹皮在外觀上非常多樣,甚至在一個生態群落中也會有所不同。2 形狀可能在它如何幫助乾燥、病原體和火災方面起作用3-8:樹皮對光合產物運輸9、光合作用10-11、儲存12 和莖部機械支撐至關重要。13 但是這些作用還在被理解中。一些人甚至提出樹皮的顏色可能有助於整個生物體的溫度敏感性!


 

考慮到所有這些作用,有人可能會用樹皮是樹木的“皮膚”的比喻。這並不準確。所有植物確實都有一層外皮,有趣的是,它被稱為表皮,但這是在樹皮下面的。因此,人們應該將樹皮更多地看作是在皮膚上生長的專門化覆蓋物 - 可說是一種生物活動的裝甲。


 

香氣樹皮例子

不是所有的樹皮都又厚又堅硬;想想櫻桃(Prunus spp.)樹上的樹皮。樹皮在外觀上多樣,並且似乎具有許多功能,那麼是什麼促使樹皮進化呢?"保護"似乎是這種特殊組織進化的主題。


 

人們認為,昆蟲首先是吃腐物的,然後開始沿著植物攀爬,尋找更營養豐富的食物可能性。14 昆蟲草食現象已經在裸子植物的球果中被觀察到,這些球果往往很硬。15-16在硬木植物中,樹皮經常有香氣。樹皮的香氣可能是由於香氣物質在植物的不同部分傳遞。


 

這裡提供一些樹皮的例子,通常具有香氣:


 

肉桂(Cinnamomum verum 或 C. cassia)

肉桂是大家熟悉的樹皮,屬於樟科植物,是這個樹木科的代表。肉桂是一種非常香的樹皮,有著溫暖的甜味,可以在其干燥的表面上感受到。肉桂樹木可能長達10米高;樹皮很薄且通常被剝去,供應肉桂的香氣。


 

香檳樹皮(Cinnamomum camphora)

香檳樹皮是樟科的另一個例子,這樹木的芳香精油被提取,用於許多目的,包括香水和香料。這種樹木可達30米高,其樹皮擁有獨特的清新氣味。


 

參考文獻

Poli, DorothyBelle; (2021) 非種子植物芳香療法:苔蘚植物。全國整全芳療學會期刊,2021 (1),63-70。

Romero, C; (2013)。樹皮結構與功能生態學。收錄於 A. B. Cunningham、B. M Campbell、M. K. Luckert 編,樹皮:非洲的使用、管理和商業利用,第17卷,經濟植物學進展,5-25。紐約植物園出版社,美國紐約布朗克斯。

Srivasava, Lalit M.; (1964),樹皮的解剖、化學和生理學;國際林業研究評論,1,203-277。

Uhl, Christopher, 和 J. Boone Kauffmann;(1990),東亞馬遜巴西的森林火災易受性和潛在樹木對火災的反應;生態學,71,437-449。

Pinard, Michelle A. 和 Jean Huffman;(1997),東玻利維亞季節性乾燥森林中樹木的耐火性和樹皮特性;熱帶生態學期刊,13,727-740。

Romero, Claudia, 和 Benjamin M. Bolker;(2008),幹部解剖和結構特性對幹部損傷反應的影響:玻利維亞亞馬遜的實驗研究;加拿大森林研究期刊,38,611-618。

Lawes, Michael J.,Anna Richards,Josefine Dathe,和 Jeremy J. Midgley;(2011),樹皮厚度決定了北澳大利亞火災多發的熱帶草原中選定樹種的耐火性;植物生態學,212,2057-2069。

Rosell, Julieta, 和 Mark E. Olson;(2014),熱帶樹木演化中樹皮力學和儲存的變化;美國植物學雜誌,101(5),764-777。

Jensen, Kare Hartvig,Johannes Liesche,Tomas Bohr,和 Alexander Schutz;(2012),種子植物韌皮部運輸的普遍性;植物細胞與環境,35,1065-1076。

Pfanz, H.,G. Aschan,R. Langenefed-Heyser,C. Wittmann,和 M. Loose;(2002),樹幹的生態學和生理學:樹皮和木質部光合作用;自然科學,89,147-162。

Cernusak, Lucas A.,和 Lindsay B. Hutley;(2011),穩定同位素揭示了澳洲迷你桉樹枝幹皮層光合作用對生長的貢獻;植物生理學,155,515-523。

Schotz, Fabian G.,Sandra J. Bucci,Guillermo Goldstein,Frederick C. Meinzer,Augusto C. Franco 和 Fernando Miralles-Wilheim;(2007),新熱帶草原樹木莖部貯水組織的生物物理特性和功能意義;植物、細胞與環境,30,236-248。

Niklas, Karl J.; (1999),樹皮的機械作用;美國植物學雜誌,86,465-469。

Strong, D. R., J. H. Lawton, 和 T. R. E. Southwood;(1984),植物上的昆蟲。布萊克威爾科學出版社,牛津。

Lewis, T.; (1973),薊蟲:它們的生物學、生態學和經濟重要性。學術出版社,倫敦。

Ananthakrishnan, T. N.;(1979),卷葉蟲的生物系統學;年度寄生蟲學評論,24,159-183。

Fahn, Abraham;(1988),維管束植物中的分泌組織;新植物學家,108,229-257。

Hudgins, J. W., 和 V. R. Franceschi;(2004),甲基茉莉酸誘導的乙烯產生負責了針葉樹韌皮部的防禦反應,並對幹部形成樹脂導管的創傷性重新編程;植物生理學,135(4),2134-2149。

Franceschi, Vincent R., Paal Krokene, Erik Christiansen,和 Trygve Krekling;(2005),針葉樹樹皮的解剖學和化學防禦對抗樹皮甲蟲和其他害蟲;新植物學家,167(2),353-376。

Steele, C. L., E. Lewinsohn,和 R. Croteau;(1995),雲杉中誘導性樹脂生物合成作為對抗樹皮甲蟲的防禦。國家科學院院刊,92(10),4164-4168。

Steele, C. L., S. Katoh, J. Bohlmann,和 R. Croteau;(1998),大雲杉 (Abies grandis) 中樹脂素的調節。受傷後單萜、倍半萜和二萜合成酶基因的差異轉錄控制;植物生理學,116(4),1497-1504。

Celedon, Jose M., 和 Jorg Bohlmann;(2019),針葉樹中的樹脂防禦:化學多樣性、萜類合成酶和在氣候變化下樹脂防禦的限制;新植物學家,224(4),1444-1463。

Lessenger, James E.; (2001),職業性急性過敏反應,因被香水噴霧噴入臉部而遭受攻擊;美國家庭醫學委員會雜誌,14,137-40。

Baker, Herbert G. 和 Paul D. Hurd;(1968),花內生態學;年度寄生蟲學評論,13,385-414。

Burger, William C.;(1981),為什麼有這麼多種開花植物?;生物科學,31(8),572-581。

Leroy, J. F. 和 M. Lescot;(1991),馬達加斯加和科摩羅的植物學:Ptaeroxylaceae,第107 bis家族。巴黎自然歷史博物館:巴黎,87。

Debray, M.、H. Jacquemin 和 R. Razafindrambao;(1971),對馬達加斯加藥用植物的清單的貢獻;巴黎科學和技術研究工作和文件。

Boiteau, P.;(1986),傳統醫學和藥典:馬達加斯加藥用植物精要。文化和技術合作機構:巴黎。

Cavalli, Jean-Francois, Felix Tomi, Antoine-Francois Bernardini 和 Josheph Casanova;(2003),馬達加斯加 Cedrelopsis grevei H. Baillon 的樹皮油的組成和化學變異性;香料和香精雜誌,18(6),532-538。

Mastelic, Josip, Igor Jerkovic 和 Milan Mesic;(2006),Prunus Mahaleb L. 的花、葉、樹皮和木材的揮發成分;香料和香精雜誌,21(2),306-313。

Moreno, M. A.、L. Montanes、M. C. Tabuenca 和 R. Cambra;(1996),Adara 作為櫻桃砧木的表現;科學園藝,65(1),85-91。

Lin, Yuh-Meei.、Michael T. Flavin、Ralph Schure、Fa-Ching Chen、Robert Sidewell、Dale L. Barnard、John H. Huffman 和 Earl R. Kent;(1999),生物類黃酮的抗病毒活性;植物醫學,65(2),120-125。

Kurokawa, Masahiko, Purusotam Basnet, Mizue Ohsugi, Toyoharu Hozumi, Shigetoshi Kadota, Tsuneo Namba, Takashi Kawana 和 Kimiyasu Shiraki;(1999),Rhus Javanica 中純化的 Moronic Acid 的體外和體內抗單純疱疹病毒活性;藥理學和實驗治療學雜誌,289(1),72-78。

Rayne, Sierra 和 Giuseppe Mazza;(2007),蘇瑪果(Rhus spp.)提取物的生物活性:一個綜述;自然程序,https://doi.org/10.1038/ npre.2007.631.1。

Gu, Qiong, Rui-Rui Wang, Xue-Mei Zhang, Yun-Hua Wang, Yong-Tang Zheng 和 Jun Zhou;(2007),來自中國漆樹(Rhus chinensis)莖的新苯並呋喃酮和抗HIV成分;植物醫學,73(3),279-282。

Wang, Rui-Rui, Qiong Gu, Yun-Hua Wang, Xue-Mei Zhang, Liu-Meng Yang, Jun Zhou, Ji-Jun Chen 和 Yong-Tang Zheng;(2008),來自中國漆樹(Rhus chinensis)醫用植物的化合物的抗HIV活性;民族藥理學雜誌,117(2),249-256。

Reichling, J., A. Neuner, M. Sharaf, M. Harkenthal 和 P. Schnitzler;(2009),芬香樹皮提取物對細胞培養中的兩種單純疱疹病毒的抗病毒活性;藥學,64(8),538-541。

Rayne, Sierra 和 Giuseppe Mazza;(2007),蘇瑪果(Rhus spp.)提取物的生物活性:一個綜述;自然程序,https://doi.org/10.1038/ npre.2007.631.1。

Tohti, A., A. Marmat, A. Ahmet, B. Bake, Y. Wu 和 A. Tursunhali;(2015),科爾拉香梨在越冬期間樹皮中皮層可溶性蛋白和脯氨酸變化的分析;西南中國農業科學雜誌,28(6),2672-2675。

DorothyBelle Poli 博士
DorothyBelle(簡稱DB)Poli 博士是弗吉尼亞州薩倫羅諾克學院生物學的全職教授,也是弗吉尼亞州自然歷史博物館的研究員。她是一位進化植物生理學家,研究植物激素如何影響軸形成。DB 於2005年從馬里蘭大學獲得植物生物學博士學位。此外,她也是Aromahead Institute的認證芳香療法師。她是Dragon Research Collaborative的聯合主任,該跨學科研究小組探討植物化石如何影響世界各地的龍傳說。您可以通過電子郵件聯繫Poli 博士:poli@roanoke.edu
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