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        花粉,春天里的大麻煩

        2014-06-13 22:16:54
        科學(xué)大眾·小諾貝爾 2014年5期
        關(guān)鍵詞:花粉粒太空艙外殼

        春天是個(gè)生機(jī)盎然的季節(jié)。鳥兒展示著自己婉轉(zhuǎn)的歌喉,嫩葉舒展著自己綠色的身軀,當(dāng)然更少不了五顏六色的花朵展示著自己絢麗的外套,釋放出陣陣誘人的甜香。一切都昭示著一個(gè)嶄新生命周期的開始。不過,并不是所有人都喜歡這種盎然生機(jī),打噴嚏、流鼻涕、流眼淚、全身紅腫、痛癢難耐,很多朋友會(huì)碰上這樣的大麻煩,而惹出這些大麻煩的元兇竟然是代表生機(jī)的花粉。

        瞧瞧這些花粉

        我們都知道,植物傳播花粉是為了結(jié)出果實(shí)和種子。不過,你有沒有想過,這些塵土一樣的粉末怎么會(huì)有繁育后代的魔力呢?

        要想知道答案,我們就要仔細(xì)來瞧瞧花粉。如果把花粉放在光學(xué)顯微鏡下面,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們竟然是一個(gè)個(gè)美麗的小球,或長、或扁、或?yàn)槿?、或?yàn)闄E圓,真是千姿百態(tài)。如果把它們放在電子顯微鏡下放大200倍,就會(huì)發(fā)現(xiàn)花粉小球的外殼上竟然有美麗的花紋。有的上面長滿小刺,就像小刺猬;有的上面布滿了網(wǎng)眼,就像一個(gè)足球披著漁網(wǎng);有的模樣古怪,乍一看像個(gè)超迷你的外星人。我們甚至可以通過花粉的形狀和紋飾來判斷,這?;ǚ鄣摹爸魅恕本烤故钦l。

        不過,這樣美麗的外套可不是為了展示花粉的特立獨(dú)行,而是要完成一項(xiàng)偉大的任務(wù)——繁殖。

        花粉的偉大任務(wù)——繁殖

        和我們?nèi)祟愐粯?,地球上絕大多數(shù)植物和動(dòng)物,都來自一個(gè)細(xì)胞——受精卵。而這個(gè)細(xì)胞是由精子和卵子結(jié)合而來的。對(duì)于海帶、紫菜這些生活在水中的植物來說,它們的精子會(huì)在水中游泳,最終跟卵子幸福地結(jié)合。但是,陸地上的植物就沒有那么幸運(yùn)了,脫離了水環(huán)境,送精子就不那么容易了。要知道,空氣可是一個(gè)兇險(xiǎn)的環(huán)境,如果把精子直接放進(jìn)空氣中,就好像把我們?nèi)祟惾舆M(jìn)了外太空,在很短的時(shí)間內(nèi)就犧牲了。不僅如此,比起水生植物,陸地上植物的精子有更長的路要走,雖然從一朵桃花到另一朵桃花的距離不過幾厘米,但是在個(gè)頭只有幾微米的精子眼中,就如同我們登陸另一個(gè)星球。為了幫助精子完成使命,一種新的運(yùn)載工具出現(xiàn)了,那就是裝有“外殼”的花粉粒。

        花粉是個(gè)太空艙

        花粉漂亮的外殼看似脆弱,內(nèi)心卻十分強(qiáng)大。我們?cè)诘貙又心馨l(fā)現(xiàn)上億年前的花粉,依然維持著當(dāng)初的樣子?;ǚ弁鈿さ闹饕煞质抢w維素,跟木頭中的纖維素是一樣的。與此同時(shí),花粉壁中的孢粉素還能加強(qiáng)花粉外殼的強(qiáng)度。如此嚴(yán)密的搭配,花粉??胺Q縮微版的太空艙了,植物再也不用擔(dān)心其中的“乘客”——精子的安全了。

        除了堅(jiān)硬的外殼,花粉粒中還準(zhǔn)備了不少營養(yǎng)物質(zhì),一來可以維持精子的活性,二來還可以在精子與卵子結(jié)合的過程中提供能量和營養(yǎng)。于是,很多昆蟲盯上了這些營養(yǎng)豐富的“太空艙”。

        花粉有毒嗎

        其實(shí),大多數(shù)植物并不介意動(dòng)物吃一些花粉,畢竟花粉的數(shù)量近乎天文數(shù)字,只要有很小一部分花粉能到達(dá)目的地就算成功了。于是,很多植物都容許昆蟲大吃花粉,甚至容許它們用花粉來養(yǎng)育幼蟲。如果仔細(xì)觀察那些在花叢中忙碌的蜜蜂,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),它們的后腿上都有一團(tuán)粉末,那就是蜜蜂采集的花粉了。

        不過,并不是所有的植物都如此大度,有些植物對(duì)多吃多占的昆蟲相當(dāng)不滿,于是在花粉中也放置了毒藥。一般來說,這些植物不僅花粉有毒,連根莖葉、果實(shí)種子都有毒。著名的有毒植物斷腸草(鉤吻)就是其中一種。這種植物中所含的鉤吻毒素具有極強(qiáng)的神經(jīng)毒性,一旦混入采集物,不僅有可能毒害蜜蜂,還有可能引發(fā)人類中毒。

        還好,產(chǎn)生有毒花粉的植物種類并不是很多,畢竟把花粉運(yùn)載者都?xì)⑺酪膊皇鞘裁春檬?。眾多的植物還要仰仗這些搬運(yùn)工來運(yùn)輸花粉呢。

        花粉都有身份證

        如果花粉沒有毒性的話,為什么有人會(huì)花粉過敏呢?這跟花粉粒的“身份證”有關(guān)系。

        春天是百花盛開的季節(jié),很多植物都在釋放自己的花粉“太空艙”。這就帶來了一個(gè)問題,太空艙降落到錯(cuò)誤的位置怎么辦?桃花的花粉飄到了蘋果花上,或者楊樹的花粉飛到了柳樹的花朵之上,這些錯(cuò)配不僅不能讓精子和卵子結(jié)合,更要命的是,這些錯(cuò)誤的花粉還會(huì)妨礙合適花粉的前進(jìn)道路,讓花朵失去繁殖的機(jī)會(huì),這是所有植物都不愿意看到的。

        為了避免這種尷尬事,花粉粒準(zhǔn)備了自己特有的身份證——花粉粒表面的蛋白質(zhì)。當(dāng)花粉粒降落到雌蕊柱頭上的時(shí)候,柱頭會(huì)首先檢測(cè)這些蛋白質(zhì)“身份證”的正確性。在通過識(shí)別之后,花粉太空艙才可以打開,伸出一條花粉管,順著花柱向下生長,一直長到子房之中。精子呢,就順著這條通道游到子房中和卵子結(jié)合了。

        為啥會(huì)惹人打噴嚏

        這些識(shí)別蛋白保證了植物繁育的有效性,但是卻給我們帶來了煩惱。一般來說,人體的免疫系統(tǒng)時(shí)刻都處于警戒狀態(tài),它們對(duì)進(jìn)入人體的物體都要嚴(yán)加盤查,而盤查的標(biāo)識(shí)大多也是蛋白質(zhì)。一旦免疫細(xì)胞認(rèn)定攜帶某種蛋白質(zhì)的物體有可能危害人體,它們就會(huì)在第一時(shí)間召集大量的巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞來清除這些危險(xiǎn)分子。與此同時(shí),還會(huì)拉響警報(bào),人體會(huì)分泌前列腺素、擴(kuò)張血管、提高體溫、促進(jìn)黏液分泌,整個(gè)人體都處于備戰(zhàn)狀態(tài)。于是,我們就出現(xiàn)了發(fā)熱、頭疼、打噴嚏、流鼻涕等不適癥狀了。雖然結(jié)果讓人很不舒服,但是這種反應(yīng)卻是人體防衛(wèi)的重要機(jī)制。

        在通常情況下,人體免疫系統(tǒng)還是會(huì)把花粉粒識(shí)別為好人,并不會(huì)啟動(dòng)應(yīng)急程序。但是有些人的免疫系統(tǒng)有些神經(jīng)質(zhì),只要有外來花粉,就會(huì)拉響警報(bào),這就是我們平常說的過敏了。實(shí)際上,過敏的人不僅對(duì)花粉過敏,他們甚至對(duì)灰塵、楊絮、柳絮過敏。

        如此看來,花粉過敏也不是什么神秘的事情。可是,要想解決這個(gè)問題卻不是那么容易。首先我們要找到導(dǎo)致過敏的元兇——蛋白質(zhì),然后再進(jìn)行脫敏治療,讓我們的免疫系統(tǒng)能識(shí)別這些來客,避免再次誤拉警報(bào)。但是,脫敏療法說起來容易,做起來卻很難,一來是因?yàn)橹委煹闹芷诤荛L,二來是成效通常有限。于是,戴口罩、穿長袖衣物減少花粉接觸,在必要的時(shí)候使用抗過敏藥物就成了大多數(shù)人的選擇。

        避開那些花粉基地

        既然我們很難根治花粉過敏,那躲得遠(yuǎn)點(diǎn)總是可以的。

        按照傳播花粉方式的不同,花可以分為蟲媒花、風(fēng)媒花和水媒花,只是水媒花比較少見而已。通常來說,依靠動(dòng)物的蟲媒花的花粉具有一些黏性,這樣才容易附著在動(dòng)物的身上。這也使得蟲媒花的花粉不容易散播到空氣中來,相對(duì)來說,引起過敏的情況比較少。當(dāng)然,蟲媒花也并非絕對(duì)安全,很多人會(huì)對(duì)百合或者玫瑰的花粉過敏,而在果園中辛勤工作的農(nóng)民伯伯還會(huì)發(fā)生蘋果花粉過敏。

        因?yàn)橄x媒花有特殊的花粉搬運(yùn)工,它們的花粉可以更精準(zhǔn)地抵達(dá)目的地,所以不用生產(chǎn)太多的花粉;但是風(fēng)媒花就不一樣,花粉隨風(fēng)飄蕩,能不能落在柱頭上,完全是碰運(yùn)氣,所以只有產(chǎn)生的花粉足夠多,才能保成功授粉。對(duì)植物來說,這只是個(gè)生存方式的選擇,但是對(duì)人類來說,這就是個(gè)大麻煩了。每年都有成千上萬的人,受到這些風(fēng)媒花花粉的侵襲,其中比較有代表性的就是豚草、雪松、白楊、法國梧桐,這些植物釋放花粉的時(shí)候,我們甚至可以在地面上看到明顯的粉末。所以,在這些植物散播花粉的時(shí)候,我們最好還是與它們保持距離。

        花粉是好食品嗎

        雖然花粉屢屢惹麻煩,但是有些好奇的人還是想把它們吃下肚。還有人聲稱,花粉是植物的精華,營養(yǎng)物質(zhì)十分豐富,甚至比雞蛋還好,事實(shí)真的是這樣嗎?

        雖然花粉中也含有蛋白質(zhì),但是要想真正吃到可不容易。別忘了,它們還有一個(gè)堅(jiān)固的、太空艙一樣的外殼呢。昆蟲的消化道中有專門的微生物來開啟這個(gè)外殼,我們?nèi)祟惪蓻]有。所以,吃下去的花粉一定會(huì)原模原樣地出來。

        就算我們利用各種手段,把花粉壁碾碎打開,花粉中的蛋白質(zhì)豐富度也遠(yuǎn)不如雞蛋,后者完全能滿足我們?nèi)梭w對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸的需求。所以從花粉中攝取蛋白質(zhì),遠(yuǎn)不如敲開蛋殼吃煎蛋來的方便。

        吃花粉,還是留給蜜蜂去做吧。

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