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首都科学讲堂回顾

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2024-08-21 05:10

首都科学讲堂回顾 | 第854期：绿色王国奇遇记——小植物里的大世界

首都科学讲堂 2024-07-06 12:25:30 植物猪笼草讲堂

本文内容来自北京市科学技术协会主办、北京科学中心（北京青少年科技中心）承办、北京青年报社协办的首都科学讲堂。讲堂每周邀请院士专家开讲，弘扬科学精神，帮助公众树立科学思想，掌握基本科学方法，了解必要科技知识。

日光灼灼，夏木成荫。美好的时节里，繁花盛开，草木葱茏，入眼皆是缤纷色彩与盎然绿意。但你知道吗？充满生命力的奇特植物们，其实潜藏着许多有趣的小秘密。

本期首都科学讲堂，邀请中国科学院植物学博士史军，从拥有特别食谱的奇特植物谈起，展现众多植物的聪慧之处，带领大家探索身边植物之趣，共同走进魅力无穷的绿色王国。

主讲嘉宾

史军

中国科学院植物学博士

绿色王国奇遇记：小植物里的大世界（上）绿色王国奇遇记：小植物里的大世界（下）植物的奇特食谱

谈及身边的动物，不少人常会用“可爱”来形容它们，但对于植物，却鲜少有人会使用这一词汇。对于盛放的花，我们常会感叹其美丽；对于茂盛的树，我们多会赞扬其盎然绿意；而对于一些看似可食用的植物，人们则会更多地关心如何吃它。当然，也有不少小伙伴反其道而行之，比起能吃的植物，更好奇是否有植物吃人。

事实上，这个答案是否定的。之所以并无植物吃人，一方面是因为若需满足食人的条件，首先需要一张超乎寻常的“大嘴”将人吞下，还需要一个坚实的大型消化器官。另一方面，在野外环境中，植物碰到人的概率并不高，如果以人为食，很容易“饿死”。

然而，尽管并无吃人的植物，但却存在以动物为食的植物，如猪笼草。它的食谱上不仅有蚂蚁、苍蝇等昆虫，体型大一些的猪笼草甚至会以老鼠为食。但在猪笼草家族中，也有食谱更为特别的成员，如赫姆斯利猪笼草。难以想见，它竟然以蝙蝠的粪便为食。那么，它如何吸引蝙蝠前来呢？

身为夜行动物的蝙蝠，白天睡觉夜晚活动，但在加里曼丹岛的雨林中，可供蝙蝠躲藏的石洞较为罕见，于是它们便将赫姆斯利猪笼草的“瓶子”作为栖身之所，成为了白日里的“租客”，并以粪便为“租金”，为赫姆斯利猪笼草的生长提供肥料，从而实现“租客”与“房东”的互惠互利。

无独有偶，以动物粪便为食的猪笼草并非只此一种，同样拥有“重口味”食谱的还有马桶猪笼草。顾名思义，之所以得名马桶猪笼草，正是因为其外观很像一个迷你马桶。

▲马桶猪笼草

特别的是，在“马桶盖”上有很多吃起来甜丝丝的蜜露，正是这份甜蜜吸引了树鼩前来舔食，从而让人们看到它面朝“马桶盖”而坐的奇景。然而天下没有免费的午餐，事实上，香甜的蜜露中含有被马桶猪笼草下的“泻药”，这会让树鼩腹泻，进而自然而然地将粪便排入猪笼草的“瓶子”里，从而为它提供营养。当然，作为一种食虫目的动物，树鼩主要的食物来源是各种昆虫，而非这份蜜露，之所以前去舔食，则是因为昆虫的营养成分多为蛋白质和脂肪，它还需要补充一些碳水化合物，从而被蜜露吸引落入马桶猪笼草的“甜蜜陷阱”。

▲正在舔舐蜜露的树鼩

路边野花也有“小心思”

看到这些奇特的植物大多生活在雨林中，不少小伙伴思考，是不是只有去到遥远的地方，才能发现植物的乐趣呢？其实不然，路边常见的植物也潜藏着自己的“小心思”。

北京的春天，人们在路旁常能看到两种长相十分相似的野花——紫花地丁与早开堇菜，它们看似都是紫色的小花，但若俯身细细查看，便会发现一个十分有趣的特征，每朵花的背后都有着一个小尾巴，其中藏着甜甜的花蜜。但为了能更好地吸引蜜蜂前来采蜜，进而实现授粉，植物们需要为蜜蜂“指路”，引导它们找到花蜜。细细观察，不难发现花瓣上长有众多条纹，而这些条纹都指向了花朵中央，这其实便是指引蜜蜂采蜜的引导记号，也被称为蜜导。

▲紫花地丁与早开堇菜及其蜜导图源：首都科学讲堂

事实上，会把花蜜藏起来的植物不在少数，而出于好奇，有些人也会尝试吸食一些植物的花蜜，如在北京被称为“老头喝酒”的植物，便是不少人的童年回忆。之所以得名，是因为它的花蜜吸食过量后会产生眩晕感，与醉酒后的感觉颇为相像。而它正式的名称则是地黄，大家熟悉的药品六味地黄丸，便以其为原料。尽管如今多被作为药物使用，但在唐朝及唐以前，这是人们经常食用的一种蔬菜。而以它为食的原因却让人大跌眼镜，原是因为当时的人们相信只要坚持食用地黄，便能长生不老、得道成仙，然而随着时间的推移，并未有人成功，地黄也就慢慢淡出了人们的菜谱。

▲地黄

但由于地黄的背面有着许多甜丝丝的花蜜，尽管人类不再将其作为食用蔬菜，昆虫却十分喜爱。那么，它们是如何知道此处有花蜜的呢？其实是因为它们看到了花瓣上的条纹，这些条纹就像是餐厅的招牌，吸引着昆虫们前去享受“花蜜大餐”。这种“打出招牌”来吸引蜜蜂的方式，让人不得不感叹植物的聪慧。

北京科学中心的神奇植物们

不仅是路边的野花，就在讲座现场所处的北京科学中心里，也有着许多神奇的植物，如春日璀璨盛开的西府海棠。但你知道吗？生活中常见的苹果其实与海棠有着不小的渊源。它们都是蔷薇科苹果属的植物，关系十分亲近，甚至一些苹果树可能长在了一棵海棠的根上。之所以进行嫁接，正是因为海棠的根十分强健，更容易吸收水分和营养，同时还能抵御土壤中的害虫，只是结出的果实不太好吃，因此，便将苹果的枝条嫁接在海棠的根系之上，从而实现“强强联合”。

▲西府海棠花

作为一种常见的水果，苹果既没有西瓜汁水丰沛，也没有荔枝甜蜜诱人，但不少人却常常将其作为健康的代表。这其实来源于一句十分经典的广告语：一天一苹果，医生远离我（One apple one day，doctor go away）。事实上，苹果的主要成分是膳食纤维，可以被生活在肠道中的微生物消化，从而帮助人们维持肠道正常的生态系统。

然而，苹果中的营养成分并不像人们想象中的那样充沛，尤其是维生素C。有些人常以苹果为参照物，来彰显某种水果维生素C的含量之高，这其实并非有效说明。因为苹果的维生素C含量仅有6mg/100g，柠檬是43mg/100g，而辣椒则是146mg/100g，可见苹果的维生素C含量较低。

除了与苹果颇有渊源的海棠花，北京科学中心的大院里还能看到成片的小麦，美好的夏日时节，微风拂过，金黄色的麦浪轻轻摆动，好像正在与人们亲切地招手。

对于大多数人而言，相比小麦，我们更熟悉的可能是被磨成粉状的小麦粉。但令人惊讶的是，在唐朝以前，中原地区多数情况下是将小麦整粒煮熟后食用。尽管汉代已经有了磨面粉的工具，但作为当时的高级工具，其只能供王公贵族使用，普通百姓则一般将小麦直接煮熟后食用，但如此食用十分费牙，需要较长的进餐时间。

幸运的是，随着社会的发展，如今我们已经具备了多种面粉加工方法，也拥有了众多优良的小麦品种作为人们制作主食的原料。但你知道吗？面粉中其实还含有蛋白质。夏日爽口凉皮中的面筋，便是其中的天然蛋白质。

▲饭桌上的面筋

炎炎夏日，在家中便可通过将面筋从面粉中“洗”出来来体验DIY的乐趣。但要注意的是，制作面筋和做面包一样，需要使用高筋面粉，制作馒头等中式面点则需要使用中筋面粉，低筋面粉则一般用来烤饼干，在选购时要注意按需购买。

随着大家对身材要求的提升，不少健身人士主张食用全麦粉，认为其热量相对更低。但从口感上而言，由于其中的麦麸没有磨到较细的程度，许多人会感觉有些扎嘴。但从营养角度而言，它确实能够为人体补充B族维生素。而B族维生素对人们的健康十分重要，如果严重缺乏，可能会患上脚气病，造成不良影响。

诚然，金黄色的麦浪中隐藏着许多有趣的故事，那么，院中同样呈现耀眼金黄色的金叶榆，又为何并非绿色，而是呈现如此充满魅力的色彩呢？

▲绿植

植物叶片的颜色之谜

众所周知，绝大多数植物的叶片均为绿色，究竟缘何如此呢？其实，叶片的色彩与其光合作用密切相关，自然也与太阳光有着紧密的联系。常有人说太阳光有七种颜色，即红橙黄绿蓝靛紫。但事实却并非如此，太阳光实际上由无数种色光组成，呈现渐变色，只是被人为地划分为七组。就像数字1与2之间，不止有1.1-1.9，因为细分起来，1.1与1.2之间，依然存在着众多小数，其间所蕴含的小数是无穷的。与之类似，光的连续性也是如此，太阳光其实包含无数种色光。

即使包含众多色光，但植物却十分“挑食”，更喜欢吸收红光与蓝光，前者尽管光子数量少但所蕴含的能量却特别高，而后者虽然单个光子的能量比较低，但却数量众多。而绿光却并无如同两者般的优势，从而被植物所“放弃”。正因为植物将红光与蓝光作为“肉”吃掉了，便剩下了如同“骨头”般的绿光，所以大多数植物的叶片呈现绿色。

当然也会有人好奇，为何生活中许多植物的叶子并非绿色呢？如经常在蔬菜沙拉中出现的紫甘蓝。其实，紫甘蓝的内心仍然是绿色的，其叶片内部依然有叶绿素，能够吸收许多太阳光，只不过它身着一件特别的、由花青素构成的“外套”，这件“外套”让它显示出与众不同的紫色。

▲紫甘蓝

与之近似，院中的金叶榆也是如此，之所以呈现美丽的金黄色，是因为它有一层特殊的、由叶黄素和胡萝卜素组成的“外套”，从而展现出充满魅力的金黄色。

事实上，植物之所以会给自己“穿外套”，主要是为了“防晒”，北京著名的香山红叶正是其中的代表。实地观赏中不难发现，香山红叶更多的并不是人们想象中的五角星形状的枫叶，则是拥有卵圆形叶片的黄栌。最新研究显示，之所以会呈现红色，是它在主动合成花青素，避免在低温状态下，充足的阳光将叶片“晒伤”，从而影响光合作用。当然，也有一些植物，如此前提到的紫甘蓝、金叶榆，是因为人类喜欢这种特别的颜色，特意挑选出了特殊品种加以栽培，从而更好地欣赏它们与众不同的魅力。

植物的世界蕴藏着无数新奇有趣的故事，等待人们不断探索，希望大家能够关注聪慧的植物们，通过观察、嗅闻、品尝等多种方式亲近植物，走进魅力无穷的植物世界。

（本期图片、视频来自第854期首都科学讲堂）

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