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坐在巨人脚上

我显得渺小,因为我在巨人身旁;我不能看得很远,因为我是坐在巨人的脚上。
March 12

植物的彩色智慧

伴着轻柔的春风细雨,小草悄悄地探出了嫩绿的脑袋,桃花在枝头毫不吝惜地绽放出粉色的娇艳,金黄的油菜田引来了大批勤劳的小蜜蜂,一个多彩的生长季节就这样拉开了表演的大幕,紧随其后的是夏天浓绿下的树荫,还有秋天飘落的片片火红和金黄。无法想象,如果地球上没有这些可爱的植物,世界将变得如何暗淡无光。形形色色的植物就像充满灵感画家,把或灰或黄的大地装扮得五颜六色,生机盎然。不过,植物在大地上“涂抹色彩”可不是为了自娱自乐,表达感情,而是为了更好地在这个可爱的地球上生存和繁衍下去。

满眼绿色竟是植物的“残羹冷炙”

如果,让大家选择一种代表生命的颜色,相信99%的人都会选择绿色。绿色的森林给我们提供清新的空气,绿色的农田为我们送上了丰盛的晚餐,门前那块绿色的草坪给了我们每天的好心情。无数的诗人作家都将热情洋溢的赞美之词送给了这抹绿色。这个时候,绿色的主人肯定会在一旁暗自发笑,因为这抹浸透着生命礼赞的绿色不过是植物吃剩下的“残羹冷炙”。

挂在天边彩虹告诉我们,太阳送来的白光实际上是一道七色光组成的大拼盘。而挑食的绿色植物只对其中特定的光感兴趣。这是因为,植物叶片中负责吸收光能的叶绿素a和叶绿素b只会捕获红光和蓝紫光,胡萝卜素只会捕获蓝光,而那些无人问津的绿光就被叶片反射回来,或者透射过去。植物不吃“没有营养”的绿色光,所以我们的世界变成了绿色的世界,事情就是这么简单。当然,不是所有的植物都不喜欢绿光,生活在海水里的红藻就对黄绿光情有独钟,那是因为它们体内吸收光能的物质是藻胆蛋白,“吃掉黄绿光,反射红光”,让红藻穿上了红色的外套。

有些树(如枫树)刚长出的嫩叶是红色的,继而变绿,脱落时变红,是不是因为叶片里吸收光能的物质不断发生变化呢?答案是否定的,无论是嫩叶还是老叶,叶绿素都是这些叶片中吸收光能的主角。颜色的变化,不过是一种被称为花青素的植物色素(也是决定花颜色的主要色素)玩的小把戏。一般来说,为了使叶片快速发育成熟,嫩叶中总是聚集了大量的糖类、矿物质等营养元素,在加上柔软多汁,嫩叶就成了食草动物的首选目标。为了,避免被啃食,植物不得不在嫩叶中加上剧毒的氰化物作为防御武器,同时亮出红色的花青素作为警示标志。当叶片发育成熟时,坚硬的质地和粗糙的口感就足以打消食草动物下嘴的欲望,作为信号灯的花青素也就得以暂时休息。到了秋天,在落叶之前,植物需要把储存在叶片中营养都搬回茎或根中,这就需要叶绿素继续工作一段时间,为搬运工作提供必要的能量。但是随着气温下降,阳光对叶绿素的破坏作用也会不断增强,这时花青素再次挺身而出,为叶绿素抵挡住一部分阳光,从而保证整个资源回收任务的圆满成功。

招蜂不引蝶

春天里,每朵鲜花都在尽可能展示自己的美丽,吸引传粉动物,并利用这些搬运工把花粉运到其他同种植株的柱头上,完成一年一度的“人生大事”。一时间,百花齐放,蜂飞蝶舞,好不热闹,招蜂引蝶成了植物的头等大事。不过,要是所有的花朵既招蜂又引蝶,传粉者身上的花粉就会混成一锅粥——油菜的花粉被搬到桃花的柱头上,而桃花的花粉又占据了苹果的柱头,结果绝对不会是“上错花轿嫁对郎”那般浪漫的爱情故事,只会造成花粉和胚珠的双重浪费,这种情况是哪种植物都不愿意看到的。除了错开彼此的开花时间,最重要的解决手段就是让每种植物雇佣各自特定的传粉者,做到招蜂不引蝶。

由于不同动物对颜色的喜好不同(蜂类喜欢黄色和蓝色,鸟类喜欢红色,蛾类喜欢白色),所以花朵针对传粉者释放特定的颜色信号。不仅如此,还结合了一些传粉者的小嗜好,加强它们在传粉工作中的专一性,黄色的腊梅为喜欢闻香的蜂类准备了香甜气味作为导航标志;没有丝毫气味的红色的芦荟则准备大量花蜜,因为它们的鸟类传粉者需要更多的食物,但鸟儿们的鼻子却很不好用。虽然,这样的分类导航还略显粗糙,但是已经能在很大程度上保证了花粉传递的质量。

虽然大多数花朵在竭力跟动物套近乎,不过有些花朵,却不屑和动物打交道,黑色(实际上是深紫色)的老虎须就是其中之一。这种生活在雨林之中,“没虫怜爱”的花朵,有一套完善的自花授粉机制,他们把自家新郞(花粉)送入自己洞房(子房),完全自力更生开花结实,倒也自得其乐。

红苹果,绿苹果?

说到苹果,印象最深的大概要数自己用竹竿敲落的那个又酸又涩的青苹果,还有姥爷从树上摘下的那个又香又甜红苹果。和苹果一样,很多果实最初是绿的,长大了是红的或者黄的,有时为什么呢?其实,不同颜色实际上代表了果实不同的心声:

绿色——别来骚扰我。这时种子还没有发育成熟,为了保护这些未来的植物。保持绿色,可以让果实尽可能地躲在绿叶当中。不仅如此,果皮中存在大量产生酸涩口感的有机酸和醇等物质,防止动物“偷嘴”。

红色——快点带我走吧。这时,果实中的种子已经发育成熟,需要离开母株寻找新的家园。所以改换了鲜艳的花青素外衣,引诱动物来传播种子。与此同时,果皮中的有机酸和醇合成了芳香的脂类化合物,另外,果皮中还积累了一定数量的糖类,进一步增加了果实的诱惑力。

不过,即使是成熟的果实也不是所有动物都可以随便下口的,火红的辣椒的就是其中之一,辣椒之所以火爆,是因为里面还有一种被称为辣椒素的物质。这种物质能够刺激人类以及其他哺乳皮肤和舌头上感觉痛和热的区域,使大脑产生灼热疼痛的辛辣感觉——这也是川菜最吸引人的地方。尽管这样的刺激可以带来片刻的快感,但是要把这样火爆的果实当作主食却不是件简单的事情,人类不行,其他哺乳动物也不行。其实,分泌辣椒素是对辣椒种籽的一种保护措施,因为,如果辣椒果实被小型哺乳动物吃掉,种子经消化排出之后,几乎不能再发芽。那么辣椒又是靠谁,帮它四处散播种子呢?答案是鸟类。因为鸟类的消化系统不会对辣椒的种子产生丝毫影响,并且这些家伙根本就不知道什么是辣味(这种味觉是哺乳动物的专利),它们可以像吃樱桃一样吞下成堆的辣椒。靠红颜色来吸引鸟类,再靠辣椒素来排斥哺乳动物,辣椒真的算得上是植物果实中智者。不过百密一疏,它被川人抓到了菜肴当中,正是因为它的那份刺激和火爆。

餐盘里的妖艳色彩

就像辣椒素一样,所有有用的植物性状都会被人类利用起来。植物颜色的智慧也成为人们餐桌的调味品。红色或者黄色彩椒,紫色的甘蓝,紫色的番茄,越来越多的新奇蔬果冲上了人们的餐桌。在这些蔬果的各异色彩的背后,都是花青素的功劳。

就像在叶片、花朵和果实中是多面手一样,花青素在餐桌上也身兼数职,它不仅可以从颜色上拌靓餐桌,还可以给营养加点料。2008年,美国科学家利用转基因技术,制造出了富含花青素的紫色番茄,该研究小组认为,食用这种富含抗癌成分花青素的转基因紫番茄,对降低罹患癌症等疾病几率大有益处。但是有些专家认为,食用富含花青素的食物能减少患癌风险这一说法并不可靠。不管怎样,这种技术总可以让我们的餐桌色彩更亮丽一些,促使人们更多地种植相应的蔬果,让植物在人类的农田中更好地繁衍生息。这样算来,竟然又是植物色彩智慧的一次成功。

 

《成都客》2009.03科学松鼠会专栏

November 11

光光节——11并不代表孤单

又到光光节了!5年前的今天还是光棍一条,5年后的今天已经身为人父。时间真的会改变很多。
还记得,5年前11月11日的晚上,数条光棍挤在玉泉路的一间简陋狭小的宿舍里,有宇飞(当时就是假光棍),心正,张宁,明清,小毛,还有我,还有....。
那天,天很冷。被临时拖到屋中央的桌上散满了羊肉串的竹签,桌脚有一队空酒瓶等待着新队员的加入。
考研压力迅速消逝,论文炼狱之门还没有打开,于是找寻另一半成了这堆光棍的头等大事。
酒精助燃了酝酿已久的感情。大家诉说着自己的感情之路,谈论着那些屡败屡战的经验,慨叹着心中的女孩为何不开眼。谈笑着的同学瞬间变成了相拥而泣的难兄难弟。
那个夜晚,酒喝了很多,话说了很多,感情泼出来很多。
从那天开始,大家开始了各自的发现之旅。
5年过去了,大家各奔东西。心正结婚了,宇飞即将领证,明清、小毛正在酝酿中。而我已经收获了爱情的果实。每个人都找到自己心中的另一半。
 
又到光光节,我们不会再孤单。11并不代表孤单,而是互相寻觅中的一对1。
September 16

谁动了宝宝的奶瓶

奶粉又出事了,这次的明星不是让宝宝长出“大头”的低蛋白奶粉,而是“添加剂”的“高营养”奶粉。
 
总觉的三聚氰胺这个词有点眼熟。猛然想起,去年在装修的时候,经常听到“这个橱柜是三聚氰胺板做的,结实着呢”。
 
那为什么本该在家具工厂里的三聚氰胺溜到小宝宝们的奶瓶里去了呢?
 
为此翻了一下三聚氰胺的家底——三聚氰胺,现年174岁(最早由李比希于1834年首次合成),无色无味的白面小生,化工原料家族重要成员,氮元素含量颇高(高达60%)。水性不好(微溶于水)。他和甲醛结合,产生的“爱情结晶”——三聚氰胺-甲醛树脂,在我们生活的多个方面都大展身手。我们家中的橱柜面板,电视机等家用电器上的涂层都闪现他们的身影,不仅如此,我们生活中越来越多的那些,色彩亮丽,结实耐摔的,无毒又耐热的密胺塑料盘子,碟子,碗,也是三聚氰胺的子孙。这么说来,三聚氰胺实乃我们生活现代化的大功臣啊。但是,如果不和甲醛联合,三聚氰胺对人们就不那么友好了,在动物饲喂实验中已经证实,三聚氰胺可以引发泌尿系统结石和肾衰竭。
 
那这个“危险的功臣”怎么会跑到奶粉里去呢?这还要从目前监测食品和饲料中蛋白质含量的方法说起,目前常用的方法是凯氏定氮法(Kjeldahl method),这种方法,主要是通过测定被测样品中的氮含量,来间接反映蛋白质的含量(因为要直接得到蛋白质含量的数据费时费力还不好精确)。所以这种方法的眼神不是很好,因为他只能认出氮元素,而认不出蛋白质,更要命的还会把样品中其他含氮化合物也当成蛋白质。这样一来,三聚氰胺这种高氮——”高纯度伪蛋白”就可以蒙混过关进入饲料奶粉来提高蛋白含量了。有了三聚氰胺的加盟,低蛋白的奶粉、饲料会变成高蛋白的优质商品了。这个杀手就这样隐藏在高蛋白食品中了。虽然商家都声称绝无此意,但是这种化工原料神秘地进入奶粉确实有点让人匪夷所思。并且,2007年宠物中毒事件,就是因为小麦蛋白粉大米蛋白粉,其中含有三聚氰胺——商家也正是借此来“提高”产品质量。
 
原来这种东西应该是我们的家具,一不小心被小宝宝吃下去,就到宝宝的肾里当家具去了。

我很希望此次事件不是因为商家明知故犯,因为这次关系到的目标不再是小猫小狗,而是我们的下一代。

September 05

吃山药真的跑得快?

早上翻报纸,看到一条新闻——日本一公司宣称进行了山药饲喂小白鼠的实验,结果表明山药明显可以增加小白鼠的游泳时间。并宣称,与奥运会中吃山药的飞人博尔特不谋而合。只能感叹日本公司确实有跟潮流的眼光。不过稍微多想一下,人家博尔特吃山药获得的是爆发力。你们的小白鼠长途游泳练得可是耐久力。不过日本的研究人员同时声称,他们用得山药并不是博尔特吃的那种。这问题就更多了,难道有的山药可以增加人的爆发力,还有的可以增加人的耐久力,是不是还有山药能增强人体器官的再生能力,整一个太上老君的仙丹了。看来,市场上很快就会涌现出名目繁多的山药保健保健品了。山药究竟为何许神物?它有哪些营养和功能?吃山药又能不能让人跑得更快呢?
    山药是薯蓣科薯蓣属的成员之一,他的大名叫薯蓣,小名一大堆,除了我们最熟悉的小名——山药,还有淮山药、淮山、怀山药、土薯、山薯、山芋、玉延等。不仅名字多,山药的亲戚也不少。光是中国的薯蓣属植物就多达80种,如果算上海外亲属以及旁系亲属(薯蓣科其他9属),全球一共有650多种。博尔特吃的那种可能是我们中国山药的近亲吧。如此繁多的种类,跟他们对生活环境不挑不捡密切相关,好山药大多出产在高寒干旱的山区,可见其功力非同一般。不过在艰苦条件下生活会影响到山药的容貌。目前的山药田中土壤都被农民伯伯弄得又松软又肥沃,这就是为什么现在市场上的山药越来越粗,也越来越直了。
    山药在很久以前就是餐桌和药店的常客了,《本草纲目》中记载了山药的工作——“益肾气、健脾胃、止泄泻、化痰涎、润皮毛”。中医认为山药是补气益肾的良药,最适合给脾胃虚弱的病人食用。通过现代医学分析,山药中含有山药多糖,淀粉酶,薯蓣皂甙等多种植物化学成分。其中,担当重任的主要是山药多糖和薯蓣皂甙。通过动物实验证明,山药多糖可以对降低血糖,提高免疫力,对抗基因有害突变都有一定的作用,显然是个多面手。但是,跟跑得快,似乎没有什么很强的联系。不过可以降低运动员生病的几率,这也算是一个好处吧。而薯蓣皂甙则是合成肾上腺皮质激素的前体,而后者对于提高机体的兴奋性有很大用处。相对于多糖来说,这中物质倒是跟运动有些关系。不过摄入薯蓣皂甙以后,在人体内有多少可以转化成肾上腺素,就不得而知了。
     这样看来,吃山药对博尔特的好身体还是有一定帮助的,但是不是他健步如飞的秘密燃料就不好说了。前些年马家军靠“喝鳖汤,吃鳖肉”夺冠,似乎也是同样的故事。
     最后插一句,削山药皮时,不慎沾上粘液,手会发痒,这是因为粘液中的蛋白和薯蓣皂甙会刺激皮肤引起过敏。不要涂什么药,把手洗干净,像烤羊肉那样在火上烤烤就好了。
     
 
September 04

老外的科普书为什么好卖?

周二早上4点半就起床,为了赶上去天津的第一班火车。一路狂奔加打车终于按时赶到北京南站,乘坐“和谐号”动车组,花费30分钟到达天津。
终于准时到达北京国际书展现场。
10点钟,开始作科普讲座,听者寥寥。我讲的主题是兰花,似乎大家关心的都是哪种兰花值钱,怎么能养好,至于兰花的其他神奇故事(比如,为什么兰花花朵会有奇特形状,兰花的种子为什么那么小),几乎不会引起听众的兴趣。
总算忍受完冷清的讲座。可以逛逛书展。参展的单位还是不少,中外展位挨个转了一圈。由于职业习惯,目光总是紧盯科普书籍。有一个最大的感受就是,
老外的科普书确实漂亮,而且是完整的系列,从3岁幼儿就可以翻阅的图册,到学生阅读的简化读本,再到成人的科普书籍。
而中文的科普书籍是掐头去尾,既没有幼儿的画册,也没有像样的成人科普书,就靠着几本小学生读的“科普书”充门面。
好多人抱怨,国人的科学素养不如老外,看看书目的区别,就明白了。一个童年整天看图识字,看教育道德故事的人怎么会对科学产生兴趣呢?缺了这个基础,一进入校门,在繁重学业面前,有谈什么兴趣培养。
科普的市场是需要培养的,不注重幼儿科普,就想要成人科普书籍,岂不荒谬。
我们的科普书难卖,曲高和寡,很大程度上因为我们根本就没有多少真正感兴趣的读者(很多人其实是猎奇和附庸风雅),从娃娃抓起,一点都不假啊。
 
注:小时候经常读《少年科学画报》,也就此爱上了自然科学。
 
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jun shi

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我显得渺小,因为我在巨人身旁;我不能看得很远,因为我是坐在巨人的脚上。