拍攝花粉的know how
前面討論了幾次有關花粉的形態以及前處理方式的差異及注意事項，花粉系列的最後一彈就是要解析如何有效的取得花粉的各種特徵。由於近年來掃描式電子顯微鏡 (SEM) 的操作門檻降低的緣故，使用該技術觀察花粉變成主流的觀察方式，因此以下的說明也是根據該技術而來。
如同其他研究一樣，首先要做的事就是收集文獻，然後分析這些文獻使用的方法和拍攝成果，例如該研究使用酸解法，那麼該研究的花粉是否有外壁塌陷的現象 (通常不會很明顯，但有的時候可以看到如餡餅狀壓扁的花粉)，或是使用酒精序列脫水，那麼可以觀察是否有明顯的花粉鞘。如果該研究是直接用烘乾標本上的花粉，那麼可以預期該花粉是處於脫水且溝孔關閉的狀態。這些研究有助於判斷前處理的方式，例如花粉鞘較少甚至缺少的狀態，可以使用酒精保存花粉，若花粉在調和作用前後變異不大，或是沒有變異，那麼甚至可以直接烘乾，不需要經過序列脫水和臨界點乾燥。
其次是花粉的前處理，考慮到花粉的調和作用和花粉鞘，花粉可以分成直接乾燥和浸液兩組，其中後者建議直接使用調配好的DMP溶液，可以有效的脫水和去除花粉鞘。需要注意的是，任何前處理液都無法保證花粉的膨潤狀態，因此在浸泡之前須確定花粉是處於膨潤的狀態，必要的話可以泡水再浸泡至DMP。
另外在拍攝的時候，建議由大至小，先拍極面和赤道面的全景，然後再拍兩個面的雕紋。如果花粉有溝孔，那麼溝孔中的雕紋也要紀錄。另外如果花粉表面有其他的附屬物，也要一併紀錄。以上的紀錄步驟在兩組分別處理的花粉中要分別紀錄，如果要加上後續量測用的數量，那單一樣本要拍的照片數量就會很多，建議使用系統化的表格，以免之後還要補。此外，花粉的照片在後續常需要製作成圖版，因此最好稍微紀錄一下拍攝的角度和比例尺，方便之排版作業。
此外，有些研究會關注花粉內部的形態，通常是探討花粉壁的結構。觀察這類特徵的方式通常是利用穿透式電子顯微鏡 (TEM)，將花粉經過包埋切片後拍攝，缺點是前處理的流程較長，取得的影像缺乏立體感等。另一種較少見的方式是利用冷凍切片加上SEM拍攝取得花粉剖面的影像，這個方法雖然可以取得相對有立體感的影像，但前處理跟一般SEM的流程相比複雜許多，有興趣的話可以參考Vezey et al. (1994) 的研究。
本文最初於2020.8.14刊登於同名專頁
花粉的外衣—花粉鞘
先前的幾篇提到花粉形態觀察的方法比較，以及調和作用對花粉形態的影響。這次要討論的是花粉鞘 (pollenkitt) 對於花粉形態，特別是雕紋的影響。花粉鞘是花粉成熟過程中，由葯囊內部的絨氈層 (tapetum) 分泌覆蓋在花粉表面的物質。其主要組成為脂質的混合物，除了防止水分散失外，還有非常多樣化的功能，例如保護花粉降低紫外線的傷害、促進花粉散布、使花粉能被昆蟲看見或隱藏等，充滿了各種意想不到又有趣的功能。
那麼，花粉鞘對於花粉形態有什麼影響呢？由於花粉鞘的主要組成是脂質混合物，包覆在花粉表面時經常形成團狀結構，使花粉外壁的形態被覆蓋而不可見，因此也有研究誤將花粉鞘的形態當作花粉外壁的雕紋形態，但其實花粉鞘覆蓋之下，外壁的雕紋可能難以觀察甚至消失，所以若發現研究類群的花粉有花粉鞘覆蓋，建議將之移除再觀察。
至於如何確認花粉鞘是否存在呢？有學者提出一些觀察方法，主要仰賴光學顯微鏡。例如將花粉置於水中，過一陣子後花粉鞘會形成一個雙折射的小滴，藉由這種方法也可以得知花粉鞘的顏色。此外，由於花粉鞘的脂質特性，所以可以使用蘇丹紅染色，但這個方法的觀察時間較短，因為蘇丹紅同樣可以染上外壁，只是比花粉鞘的速度慢一點。其他還有一些方法，例如使用氯仿 (chloroform) 處理，但由於氯仿的毒性高，並且相對難以取得，所以在此不推薦此方法。
去除花粉鞘的方法很多，對於酯類有效的溶液多半都有效果，傳統上使用的酸解法的效果很好，但是要注意花粉內壁的問題 (詳見前文)。酒精對花粉鞘的去除效果不好，在脫水後仍然可見。實務上比較有效率的方法，則是使用先前文內提到的DMP法，這個方式對於去除花粉鞘及保持花粉形態都有很好的效果，不過當花粉鞘很大量且黏稠的時候，去除的效果可能不好甚至失敗。
這次介紹了花粉鞘對於花粉形態觀察過程中的影響，還有如何探測及去除花粉鞘的方法，下次我將就調和作用與花粉鞘及不同觀察方法，討論在掃描式電子顯微鏡下，如何有效率的取得最多花粉形態以供後續分析使用。
本文最初於2020.7.28刊登於同名專頁
花粉壁的伸縮與調和作用
上次說到花粉的前處理對於花粉的影響，這次要談的是花粉本身的形態變異及附屬物對於花粉形態的影響，特別是外壁的形變和花粉鞘 (pollen kitt)，這兩者都是過去在拍攝花粉的時候比較少注意，但卻會大幅影響到觀察花粉形態的現象。
在上次的內容裡提過，花粉的外壁是由孢粉素構成，各位可能會想說，花粉由這麼堅硬的物質構成，應該很難產生形變，所以只要前處理得當，應該就不會有形態發生改變的問題。不過自然往往超出我們的想像，如果我們同時觀察光學顯微鏡和掃描式電子顯微鏡的影像可以發現，有的時候同一種植物可以發現不同的形態，這便是這次要談的主題之一，也就是調和作用 (harmomegathy) 的影響。調和作用指的是新鮮花粉的外壁會隨著含水量的多寡伸縮，進而產生形態變異的現象。我們知道，花粉在成熟之後，通常會因為各種外力的影響離開花藥，然後抵達另一朵花的柱頭。在傳播過程中，由於外界的濕度降低，外壁會有各種不同方式的皺縮關閉溝孔以減少水分散失，等到花粉抵達柱頭上後，因為濕度升高的緣故，花粉就再次充水恢復到膨潤的狀態。
這樣的現象會對我們觀察花粉發生什麼影響呢？首先，調和作用造成的外壁形變是固定的，而且根據研究，這種形態變異還可以分成幾個類別，所以調和作用前後的形態變化可以提供分類學的證據。此外，調和作用可能會讓某些花粉的特徵出現或消失，例如溝孔部分的表面雕紋會因為花粉失水、溝孔關閉的情況而無法觀察，特別是這些部位的雕紋常常與其他部位不同。因此若考量收集最多花粉特徵的前提，那麼調和作用的型式以及膨潤狀態下的花粉溝孔內的雕紋，也是必須拍攝觀察的重點。
那麼，除了調和作用以外，還有其他因素會使花粉表面的形態發生改變嗎？那當然，花粉的秘密比想像中的多太多了，所以就下次見囉～
本文最初於2020.6.18刊登於同名專頁
花粉前處理方法的一些比較
自古以來，花粉形態就是分類學者關注的特徵之一，由於花粉的量多、特徵相對穩定，又是繁殖器官的特徵，因此有關花粉形態的報導是相當的多。
近年來，觀察花粉形態多以掃描式電子顯微鏡為主，因為近年的成本降低，以及可以取得詳細的花粉表面特徵，所以為學者愛用。但在上機之前，樣本需要經過前處理，使其乾燥後才能以顯微鏡觀察，所以前處理的好壞就很大程度的影響了觀察的結果。
一般來說，常見的前處理方式包括酸解法或是酒精固定，兩者的共通點在於後續都需經過序列脫水及臨界點乾燥後，才能上機觀察。而兩者的差別在於，酸處理使用的通常是硫酸，由於掃描式電子顯微鏡觀察的主要是花粉的外壁 (exine)，而這些外壁通常是由孢粉素 (sporopollenin) 構成，不易被強酸破壞，所以強酸處理後內壁 (intine) 和細胞質的部分會被破壞，僅留下外壁。該方法的優點是可取得清晰且乾淨的外壁形態，但缺點也很多，例如實驗操作相對困難且危險，在過程中也可能流失大量的花粉。此外，由於並非所有植物的花粉表面都以外壁構成，例如樟科 (Lauraceae)、薑科 (Zingiberaceae) 等，這些種類的花粉表面主要以內壁構成，因此用酸解法處理後，花粉會被摧毀殆盡，因此要採用本方法前，最好先仔細的查閱文獻，並且仔細的觀看這些報告拍攝的花粉有無可疑之處，例如外觀雖然正常，但可能因為內壁被破壞而有塌陷的現象。
另外酒精固定的方式可以避免內壁塌陷的問題，實驗過程也比較安全，而且也適用於多數的類群，雖然不能完全去除細胞內部的物質，但若序列脫水做得好，標本乾燥的情況也可以達到一定的水準，因此可以取得良好的影像。雖然在此不必擔心內壁被破壞，但由於酒精固定和脫水的時間比較長，所以試驗花費的時間就比較長。
此外，有學者提出第三種方式，即使用2,2-dimethoxypropane (DMP) 來處理花粉，這個方法具有酒精處理的優點，即可以保留花粉內壁的完整性，且因為作用的方式與酒精不同，所以可以減少脫水過程中對花粉形態的影響，並且不需經過序列脫水，所以也可以減少前處理的時間，此外由於DMP的作用方式並非「脫水」，而是把水分子分解的方式，所以乾燥效果會很好，可以取得相當銳利且乾淨的影像。
另外也有一些花粉由於花粉壁較厚，可以抵擋拍攝過程中因為抽真空造成的壓力，所以可以直接不經前處理就上機拍攝，例如薊屬 (Cirsium) 植物即屬此類。因此若電子顯微鏡的試驗方便，也可以先以此法檢測目標物種是否屬於此類。
下次我會繼續談花粉這個主題，在於花粉本身形態變異的部分，敬請期待。
本文最初於2020.6.5刊登於同名專頁