為小草去探險——蔡斯與農藝禾草學

雖然多數人忽略草類的存在，草類學的研究也從未登上熱門科學研究之列，但是動物的生存與草類的存在有關，土壤的化育與肥份也受草類的影響，人類古文明的形成與草類更是密不可分。

一八六九年四月二十日，瑪莉．蔡斯（原名為Mary Agnes Meara，後從夫姓Chase，1869-1963）生於美國伊利諾州。她的父親是愛爾蘭的移民，在肯塔基州結婚後，帶著妻子到芝加哥城郊當建造鐵路的工匠，他們有五個小孩。在蔡斯兩歲時，父親忽染重病，不久病逝。她的母親帶著孩子們搬到芝加哥，找份清潔工的工作支持家計，並請外祖母來照顧孩子。

蔡斯從小就沒有玩具，很特別的是，她會找住家附近的小花小草當玩具，經常拔一些小草回來裝飾餐桌。起初，母親與外祖母沒有注意到這孩子這種喜愛花草的天性。上小學以後，她帶回家當裝飾的小花小草愈來愈多，外祖母開始覺得花草太多太亂了。蔡斯後來寫道：「有一天，外祖母叫我不要再帶小草回來，理由是小草不開花。我對她解釋小草也開花，只是花太小了，不容易看出來。外祖母看不到小草上的花，以為我騙她。迄今，我仍然很高興，我當年的看法是正確的。」

半工半讀進修植物學

為了感謝親戚幫忙還債，她下班後又到親戚的家裡擔任家教，教導孩子功課。她有一個姪兒名叫維京尼斯，特別喜愛植物學，經常問她有關植物的問題，她漸漸難以招架，就帶著維京尼斯去參觀植物館，並買植物學的書和他一起研讀討論。蔡斯後來寫道：「植物學最有趣的地方，是在對植物生命的介紹，由於科學界對生命相關學問的了解是那麼少，因此，持續進修的人，才能同步接收科學新知，多知道一些生命的知識。」

一八九三年，維京尼斯升上中學，不需要她來家裡陪讀了，但是這孩子鼓勵她一定要到大學念書，不要停留在自修植物學的階段。同年，蔡斯到芝加哥大學延伸制學程修課。她以半工半讀的方式，一面在「洋際新聞社」當編輯，一面念書，期間她結識了著名的蘚苔學家希爾（Ellsworth Jerome Hill, 1833-1917）。

遇到愛好植物的牧師

希爾畢業於紐約協和神學院，是個長老會的牧師，工作之餘自修植物學，而且四處收集植物標本，他一生共收集了一萬六千個標本，後來全部捐給伊利諾大學。他鑑定了芝加哥城市附近一百三十三種蘚苔類，還發現三種新種的橡樹，後來其中一種就用他的名字命名為Quercus ellipsoidalis E.J. Hill oak。希爾聘請蔡斯擔任助理，將他所發現的蘚苔畫成標本圖，希爾也將植物分類的鑑定技術、標本製作與保存方法教給她。

蔡斯不僅逐漸成為植物分類的專家，也成了優秀的植物標本繪畫者。她寫道：「畫下植物生長的特徵，是學習辨認植物最直接的方法，例如在草類的辨認上，可以畫下花序的形狀、結穗的結構等。初學者不要認為自己不擅長繪畫而裹足不前，畫無論多粗糙，都有其保存的價值，這不僅是自己的觀察紀錄，更可培養觀察力。」「每一種植物都有其特殊的結構，用圖畫比文字更容易表達植物的特徵。」

希爾牧師的經濟並不寬裕，但是他特意栽培後進。他聽說「芝加哥自然科學田野博物館」（後改名為芝加哥自然歷史博物館）要出版禾本科植物圖鑑，需要繪圖員，隨即介紹蔡斯前往，並教蔡斯用顯微鏡觀察禾本科植物細部結構，以及鑑定與繪圖的方法。沒想到，這份工作使她走上農藝禾本植物的特殊領域。

體認小草的價值

很少人以野地裡的小草當做一生研究的題目，蔡斯卻寫道：「當你愈了解草，就愈能體會草類的美麗與價值……。雖然人沒有特意栽培草類，草類卻分布全世界，在高山、在北極、在沙漠、在鹽灘、在潮間帶、在山坡地、在廣大的平原……，甚至在熱帶與亞熱帶的叢林裡，都有屬於禾本科的竹子旺盛生長。只要是陽光曬得到的地方，就有草類生長。」

一九○一年，希爾牧師聽說美國農業部在芝加哥的畜肉防疫中心，計畫招考一批檢驗人員，這工作乍看起來似乎與蔡斯所喜好的植物學關係不大，但是希爾牧師力勸她去應考。蔡斯順利考上，有了薪水收入，生活壓力也減輕一些。

兩年後， 美國農業部在首都華盛頓成立「牧草局」（Division of Forage

Plants），招考植物繪圖員。希爾牧師一知道，立刻鼓勵她應考，這工作幾乎是為她而設的。果然，她以全國第一名佳績考上。

逐草只為採集標本

她擔任繪圖的工作兩年之久，下班後，還在農業部的草類標本館（後併入隸屬史密森學會國家歷史博物館的植物標本館）擔任牧草分類的工作。她的主管是來自肯薩斯州農業大學植物系的希區可克教授（Albert Spear Hitchcock, 1865-1935），這人是個夢想家，他由教授轉任公職的理由，是想成立一間收集全美國，甚至全世界牧草的植物標本館，並且根據牧草類標本，重新釐清當時俗名一堆、分類不清的草類。

一九○三年，蔡斯開始到美國各州收集牧草標本。她一邊收集標本，一方面研究分類。一九○六年，她在華盛頓《生物學會會誌》發表第一篇研究報告〈黍稷屬分類摘要（Ⅰ）〉。黍稷屬是常見的禾本科植物，有些是一年生，有些是多年生，能夠適應各樣的氣候與土壤。她以草類的高度、葉的長寬、地下莖的特性、花序的形狀與穗粒的結構等特徵，做為鑑定草類的分類特徵，她特別強調穗粒在分類上的功用。一九○七年，蔡斯升任為希區可克的研究助理。

一九○八年，她又繼續發表〈黍稷屬分類摘要（Ⅱ）與（Ⅲ）〉，她提出一年生草類與多年生草類的區分特徵，後者常具有地下莖儲存營養過冬，或是能自地下莖的節間再長出新株。一九一一年，她發表〈黍稷屬分類摘要（Ⅳ）〉，並且提出不同的黍稷生長的環境各有不同，如大黍適合生長在酸性土壤中，稷適合中性至微酸性、土層較深的砂質土壤。這些知識，對於牧草的栽種很重要。此外，她也研究蘆葦的地下根莖結構，不僅成為分類的特性，也進而了解在潮溼的灘地，地下根莖的分布旺盛，使蘆葦可以抓住土壤，站立得住。

一九一二年，她的足跡已遍布美國各州，依所採集的標本，她與希區可克出版《美國草類手冊》（Manual of Grasses of the United States）。這本書是近代草類分類學的經典書籍，也使她成為著名的植物學家。出書後，兩人將所採集的標本，全部捐給草類標本館，使這裡成為全球研究草類的重要機構之一。

蔡斯沒有再婚，沒有照顧家庭的責任，反而更是海闊天空，擁有四處出差的自由。她愈來愈喜歡這種工作與生活，她寫道：「期待有草類生長的地方，就有我的足跡。」

深入中美洲研究草種

一九一三年，她的足跡開始邁向世界各國。她首先前往波多黎各，爬上高山，深入溪谷，收集草類的標本。她注意草類，同時也注意人。她看當地的居民擅長攀爬竹子，她也學習爬竹子的技巧，結果她不僅成為爬竹子的高手，還在竹子的上端發現一種新的蕨類Botrychium jenmani。她將這個發現發表在《美國蕨類學報》，並提出「有許多寄生性植物長在樹冠上，但因為生長的位置較高，而尚未被人類所發現」的假設。

她深入中美洲的國家，發現許多營養成分較高的草類，當地的百姓並不知道如何使用、管理，甚至任憑放牧的牛、羊啃食而盡，她說：「過度放牧家畜，是造成牧草被啃食殆盡、土壤流失的原因。」「在土壤營養不足的地方種植牧草，需要施肥。」這呼籲引起中南美洲政府的注意。一九一五年，巴西農業部請她前往調查草類的品種與分析所含的營養成分，以改良巴西的畜牧。她提出許多草種，特別強調狼尾草屬在畜牧上的營養價值，後來狼尾草成為世界各地經常引種的牧草。

除了研究小草，她也關注社會問題。她強烈支持「禁酒運動」，到處宣講酗酒的壞處與公開售酒的不當。一九一五年至一九一八年期間，她又加入「婦女有投票權」運動，有一次抗議示威，她超過法定警戒線，被關了十天，又有一次抗議聲音過大，她又被捕，關了五天。一九二○年，美國政府通過婦女有投票權。

組織植物之友會

她鼓勵年輕的女性以研究植物學為一生志趣，但是許多女性認為草類太難辨認而推托，於是她組了一個「植物女性之友」會，定期聚會、介紹植物的辨認與植物生長的環境。一九二二年，她出版《草類學入門——向初學者解釋草類的結構》。這本書後來啟發許多學生對草類的喜好，例如愛荷華州立大學的克拉克（Lynn G. Clark）教授，在一九九六年重為此書寫前言時，稱之為「一本持續啟發讀者認識草類學的書籍」。

蔡斯在書中一開頭就強調，雖然多數人忽略草類的存在，草類學的研究也從未登上熱門科學研究之列，但是動物的生存與草類的存在有關，土壤的化育與肥份也受草類的影響，人類古文明的形成與草類更是密不可分。自古以來，人類的主要糧食如水稻、小麥、大麥、玉米、高粱等，都是來自草類裡的禾本科植物。

大地能夠長出草類，實在是大自然對人類的莫大祝福。動物生長所需要的蛋白質、維生素、碳水化合物、礦物質等，草類裡面都有。草類生長、繁殖的速度，永遠超過動物生長、繁殖的速度。草類分布的範圍很廣，能耐各種土壤水分、溫度、氣候。草類的種子主要靠風傳播，動物或人可以到的地方，草類的種子都可以到。蔡斯寫道：「在美國路易斯安那州一千二百公尺的高空，收集到Vaseygrass 的草種，這些種子在六十年前由南美洲進到此地，而後以此方式傳到加州南部。」

草類能將葉部進行光合作用所獲得的養分，存在地下根部或地下莖部，所以地上莖葉被牛、羊吃掉了，地下的根、莖又能立刻長出嫩芽來。而且，許多動物用草作巢，人類也用草做器具或製紙。

為草類學分類建立基礎

除此之外，許多草類更具藥用的功效，是個大藥庫。在希臘時代，就有學者，如泰奧弗拉斯托斯（Theophrastus）提到草類的醫用功效。羅馬時期，狄俄斯可雷斯（Pedanius Dioscorides）醫師也提到草藥是羅馬軍人受傷時醫治的主要方式。

中世紀時，用草類豆科植物與小麥輪種的「三圃農法」（three-crop systems），更是維持歐洲糧食供給的主要農種法，後來推行三圃農法的中心，還成為普世第一所大學「巴黎大學」成立的所在地。十六世紀是航海探險的全盛時期，各地收集來的奇花異草，開始促進分類學的發展，大生物學家林奈（Carolus Linnaeus, 1707-1778）更提出草類學的分類。

蔡斯在書中提到，她是在林奈的分類基礎上再往前走，她特別強調「草穗的結構」是草類分類另一重要特徵，依此她再分出新的屬種，這是她對草類分類最重要的貢獻。

同年，她到歐洲各地採集草類標本，並且代表美國聯邦政府與各地的植物標本館，訂立資訊交流及定期展示植物標本的合作關係。她成為國際著名的植物學家，更多女性主動申請加入她的「植物女性之友」會。她培養出許多傑出的女性科學家，如種子生理學家魯蒂（Anna Maude Lute）、蘚苔分類學家朋娣若（Maria Bandeiro）、熱帶植物學家馬西亞（Ynee Mexia）、草類學家洛西絲（Zoraida Luces）等。

最喜愛在田野工作

蔡斯寫道：「雖然研究草本植物，不像植物學其他的研究領域熱門，但這完全無損發現科學新知的喜悅。」除了科學研究之外，在採集植物時，她也喜愛與各地的農民交談，她說：「在野外採樣時，我彷彿遇見了世界上最善良的一群人。」

她也常記錄野地的自然景致，她的田間紀錄上寫著：「喔！聽到夜鶯在歌唱。」「我整日在湖邊工作，這裡像是天國一般。」「何等奇妙的一日，何等榮耀的日子，我的一生最珍貴的，彷彿是譜在這些榮耀的樂章上。」「能夠照顧花草，有如是在伊甸園裡工作。」她也寫到採樣時遇到的危險，「經過的泥炭土區，像是一個巨大的海綿，吸住我的腳。」(本文摘錄自《與十九世紀傑出女性科學探險家相遇：因為她們，世界變得更好》)

作者簡介

張文亮，臺灣大學退休教授，美國加州大學戴維斯分校博士，科普作家，作品多次獲得金鼎獎。

著有：《電學之父—法拉第的故事》（文經社）、《草上飛科學世界探險：誰能在馬桶邊拉小提琴？》（國語日報）、《牽一隻蝸牛去散步》（校園書房）、《有誰聽到座頭鯨在唱歌》、《世界第一位樹醫生：約翰‧戴維（John Davey）》（字畝文化）等書。