书城童书我的第一本植物科学探索发现
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第23章 植物学重大发明、发现(17)

1969年,日本的住田哲也教授在巴西和巴拉圭交界的高山草地上发现了一种叫甜叶菊的菊科植物,它是一种多年生草本,每年9月开出许多白色的小花,格外引人注目。其实,在住田哲也之前,当地人早就知道这种植物是甜的了,他们叫它为“甜草”、“蜜菊”,用它来泡茶喝。住田哲也发现甜叶菊以后,开始尝试将这种野生植物变为栽培植物,甜叶菊生长很快,第一年就能长到80厘米高,第二年便高达2米了。收割时,将离地10厘米的干茎割去以后它又可重新萌发,长了再割,这样一年可以收割4次以上。由于甜菊要比目前的食糖甜150~300倍,因此,大约每亩甜叶菊可抵得上10~20亩甜菜,是一种十分合算的糖源植物。使人们惊喜的是,甜叶菊具有热量低的特点,它的含热量只有蔗糖的三百分之一,吃了不会使人发胖,对肥胖症患者和糖尿病人尤为适宜。长期用甜叶菊煮水喝,还有降低血压、促进新陈代谢和强壮身体的功效。现在,甜叶菊已经作为一种新的糖源植物引起了世界各国的注意,不少国家和地区正在引种并推广。

甜叶菊并不是世界上最甜的植物。在西非塞拉利昂到扎伊尔的热带雨林中,有一种特别甜的植物——凯特米,这种植物高约2米,成熟的果实是红色的三角锥形,一年可收两次。当地的居民很早就将它作为一种甜料来食用了。人们把它的皮浸泡在水中,水就变得很甜了。1841年,有个英国外科医生曾在西方介绍过凯特米,但并未引起人们的注意。直到100多年后,在寻找食糖代用品的热潮中,才有人重新想起了它。科学家从凯特米中提取出一种叫索马丁的物质,它的甜度竟比食糖要甜3000倍,被誉为“甜王”。以后,科学家们又在热带森林里发现了一种叫“西非竹芋”的草本植物,它的叶片宽大,在靠近地面处开花结果。果实红色、扁平,长约25厘米,宽约2厘米,在种子周围有少量果肉,它的果肉比糖甜3万倍,比索马丁还高10倍。

这是不是世界上最甜的植物了呢?不是。在非洲还有一种藤本植物,长4米左右,叶瓣呈心形,结出的果实为红珊瑚色,非常好看。每穗有40~60个浆果,看上去仿佛是串红葡萄。果实长圆形,长约1厘米,直径约8毫米,里面有一个大种子,种子外边的果肉甜得令人吃惊,要比蔗糖甜9万倍。十分有趣的是,尽管这种果实甜得叫人难以相信,可是吃起来却感到甜度适中,十分鲜美可口,而吃后嘴里很长时间内都感觉到有甜味。因此,当地居民给它起了一个美妙的名字,叫它“喜出望外果”。

喜出望外果仍然称不上是“甜王”。20世纪80年代初,科学家在非洲的加纳热带森林中发现了一种叫“卡坦菲”的植物,用它提取的“卡坦菲精”,其甜度竟是食糖的60万倍!卡坦菲可以说是目前世界的“甜王”了,不过它能占据这宝座多少年呢?让我们拭目以待吧。

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近年来,科学家们从6种植物中发现了高甜度的新型甜味剂——植物甜味蛋白,它不仅甜度高、产生的热量少、可以防止肥胖,更重要的是这类甜味蛋白既无毒性,又不会使人产生龋齿,食用十分安全。

“沙漠英雄花”仙人掌

水是植物的命根子。在异常干旱的热带和沙漠地区,水分偏偏又是奇缺,不要说人类难以在那里居住,就连其他生物也是极其稀少。可是,耗水极省的仙人掌类植物,却被赋予了得天独厚的抗旱本领,被人们称为“沙漠英雄花”。

仙人掌的老家在南美和墨西哥,它的祖辈们面对严酷的干旱环境,与滚滚黄沙斗,与少雨缺水、冷热多变的气候斗,千千万万年过去了,它们终于在沙漠站稳了脚跟,然而体态却变了样:叶子不见了,茎干成为肉质多浆多刺了。这种变化对仙人掌之类植物大有好处。大家知道,植物的喝水量很大,它喝的水大部分消耗于蒸腾作用,叶子是主要的蒸腾部位,大部分水分都要从这里跑掉。据统计,每吸收100克水,大约有99克通过蒸腾跑掉,只有1克保持在体内。在干旱的环境里,水分来之不易,哪里承受得起这样巨额支出呢?为对付酷旱,仙人掌的叶子退化了,有的甚至变成针状或刺状,这就从根本上减少了蒸腾面和水分开支。

仙人掌有着顽强的生命力。19世纪末,澳大利亚的昆士兰州从美国南部一些州引进了两种仙人掌,当地人本是为了用它们作为牧扬四周的绿篱栅的,可令人始料不及的是这种生命力极强的多刺植物一遇到当地异常适宜的生长条件,便以惊人的速度繁衍起来。几颗种子不用多久便长成一大片“带刺的丛林”。为了消除这场人为造成的“绿祸”,当地政府和广大居民决心齐心协力铲除仙人掌,谁知竟弄巧成拙,被铲断的仙人掌一分为二地生长,反而加速了仙人掌的生长。这可如何是好?最后还是生物学家提出了有效的方案,他们到阿根廷等地引进了一种毛虫,用这种专吃仙人掌叶冠的毛虫才最终遏制了仙人掌的蔓延。

其实,仙人掌在大多数情况下对人类是友好的。目前,它被认为是绝好的多功能植物。大多数仙人掌类植物都可以吃。在拉丁美洲,人们把仙人掌的嫩茎切成小块凉拌,吃起来像生拌莴笋一样清脆爽口。生活在玻利维亚高原地带的印第安人,把一种小球形的仙人掌类植物剥皮后,像烹饪马铃薯一样食用。在巴西北部的很多地区,农民生食或晒干食用仙人掌类龙神柱的水浆果。晒干后的浆果同葡萄干很相似。在美国南部的一些地区,人们用某些种类的果实制成别具风味的果酱,叫做“草莓仙人掌”。生长在美国西南部干旱地区高大的巨人柱及其他仙人掌类果实发酵后,可制成酒类饮料。墨西哥人则用它的茎肉切成小块,放在糖液中浸渍,制成好吃的蜜饯。美国市场上出售的仙人掌蜜饯,就是用它的茎肉加工制作的。

仙人掌类植物不仅可当蔬菜、水果食用,而且还可以用做药物。我国民间很早就把仙人掌入药,用于清热解毒、消肿止痛,外敷治烫火伤、蛇伤、湿疹、腮腺炎、疮疖痈肿;内服治痢疾、胃痛等。国外有人从中提取一种生物碱,可用于治疗某些心脏病。

由于美洲一些干旱地区,木材比较缺乏,某些高大的仙人掌类植物便成了盖房和制作轻便家具的材料。我国西南地区农民还常在住宅周围种植仙人掌,让它成为一道绿色的篱笆。仙人掌的刺,墨西哥人用它制牙签、唱针或鱼钩。另外许多仙人掌的肉质茎中含有胶黏物质,有净水效果,是野外工作中的水源净化剂。欧洲有人用仙人掌和其他原料配制成护肤面油,很受消费者的欢迎。从仙人掌果实中提取的红色素,可作食品染色剂。由此可见,仙人掌除了具有观赏性外,还有许多其他的用途,不愧是多功能植物中的佼佼者。

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全世界约有2000种仙人掌类植物,多产于热带和亚热带干旱沙漠地区,其中又以北美洲的墨西哥分布的种类最多,约有500多种,所以墨西哥有“仙人掌王国”之称。仙人掌也是墨西哥的国花。

“月下美人”昙花

人们常用“昙花一现”来形容出现不久、顷刻消逝的事物。为什么用昙花一现来比喻呢?因为昙花的花开起来大而美丽,白天不开花,要在晚上八九点钟以后才开,通常花开3~4小时即谢,由于昙花开花的时间很短,开后不久即谢,故称“昙花一现”。

夏秋时节夜深人静之时,正是昙花开花、展现它的芳容之时。晚上9点左右是它撩开迷人芳姿最多的时候,紫色的花柄平托起很大的一朵昙花,洁白的花瓣整齐地一层包着一层,沉甸甸压枝欲断的花朵颤悠悠地抖动着。在颤动中花瓣缓慢地打开,舒展,露出了漂亮的面容。密而细白的花丝从花芯中旋转地伸出来,花丝的顶部是黄色的略膨大的花药,这便是雄蕊。昙花的雌蕊长得很特别,被包围在雄蕊中,比花丝略粗,也呈白色,尤其是顶端的柱头,开着一朵小小的类似菊花的白花。高雅,洁白,娇媚,高傲地仰着头,绽放开来。整个花朵优美淡雅,香气四溢,光彩照人,因此享有“月下美人”之誉。

关于昙花为什么只在晚上开花几个小时的原因,一般认为,应当从它的原产地的气候条件来理解。昙花原产于美洲热带的墨西哥沙漠中,那里的气候既干且热,经过长期对自然条件的适应,使昙花锻炼成不怕干旱的特性。昙花的叶退化成很小的针状,以减少水分的蒸腾,白天气温高,水的蒸发量大,得不到足够的水分来进行花的开放,等晚上气温较低和蒸发量较少的情况下,才能取得足够的水分进行开花。

至于昙花为什么会在开后3~4小时即谢,人们认为这是由于开花时全部花瓣都张开,容易散失水分,而根从沙土中吸收的水分又有限,不能长期维持花瓣细胞膨压所需的水分,在水分不足的情况下,花就闭合,花瓣也很快凋谢了,另外,在墨西哥沙漠中,昼夜温差较大,昙花在晚上八九点钟以后才开花,可能也与当地的温度有关,晚上八九点钟以前的高温和半夜后的低温对开花都不利。它在晚上八九点钟开花3~4小时,避开了高温和低温的气候,这样对它开花最有利。昙花在长期自然选择过程中形成的遗传特性,就这样一直保留到现在。

我们能否使昙花在白天开花呢?实验证明是可以的。如今,人们可以想办法促使昙花在白天开花。花卉园艺学家采用以下“偷天换日”、“颠倒昼夜”的科学办法予以实现。在它的花蕾长到10厘米时,每天上午7点把整株昙花搬进暗室里,造成无光亮的环境。到傍晚8点至9点,用100瓦至200瓦的电灯进行人工照射,这样处理7至10天后,昙花就能在白天,即上午7至9点开放了,并能从上午一直开放到下午5点,才完全闭合。

事实上,各种植物的开花时间和花期的长短,都有一定的规律,例如午时花在上午开花,晚上花落;牵牛花在早上开花,中午花谢,各有各的特性。还有不少仙人掌科植物也是在晚上才开花的,开花的时间也很短,不过它们的花小,栽培的不多,不如昙花那样引人注意罢了。

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花按一定时间开放,是植物在生长发育过程中与生态环境长期适应的结果,也可以说是自然选择的产物。这样便可以防止被阳光灼伤,被霜露冻坏,或者遭到昆虫的伤害。这些经验经过长期积累,转化成遗传信息,最终成为了一种牢固的生活习性。

“茶族皇后”金花茶

山茶花是我国特产的传统名花,早在唐代就已经成了人们喜爱的名贵的观赏植物。17世纪,山茶花被引入欧洲后造成轰动,获得了“世界名花”的美名。山茶花中最为名贵的是被称为“茶族皇后”的金花茶。

世界上有200多种茶属植物,然而在白、红、粉、紫、绿、墨等花色中,唯独没有金黄色!国内外的植物学家用种种方法试图培育和诱变出黄色茶花,但一次又一次的尝试都以失败而告终。20世纪40年代,日本一位植物学家为了寻找传说中黄色的山茶花踏遍了整个印支半岛,但最终空手而归。1960年,广西药物研究所的学者在十万大山采集标本时发现了大面积金黄色茶花。这一消息震惊了世界,国内外学者纷纷进入中国考察。1965年,我国著名植物学家胡先骕以其能开出金黄色花朵的特点,命名这一珍稀植物为“金花茶”。从此金花茶一举成名,震惊世界花坛。金花茶的发现轰动了全球园艺界、新闻界,受了国内外园艺学家的高度重视,认为它是培育金黄色山茶花品种的最优良原始材料。

金花茶属于山茶科山茶属,与茶、山茶、南山茶、油茶、茶梅等为孪生姐妹。金花茶为常绿灌木或小乔木,高约2~5米,其枝条疏松,树皮淡灰黄色,叶深绿色,如皮革般厚实,狭长圆形。金花茶的花呈金黄色,耀眼夺目,仿佛涂着一层蜡,晶莹而油润,似有半透明之感。花开时,有杯状的、壶状的或碗状的,娇艳多姿,秀丽雅致。

金花茶的分布极其狭窄,全世界90%的野生金花茶仅分布于我国广西防城港市十万大山的兰山支脉一带。在自然情况下,金花茶为深根性植物,侧根少,所以直接挖苗移栽很难成活,用种子育苗则较好繁殖,不过种子苗发育时间长,要10年左右才能开花,所以金花茶数量极其有限。另外,它又是世界花坛中唯一具有金黄色花瓣,色泽能够遗传的种质资源,所以被我国列为八种国家保护珍稀植物之一。国外则称之为“幻想中的黄色山茶”、“东方魔茶”。

金花茶浑身都是宝,它的花、果、叶、枝均有极高的经济价值。其花除作观赏外,还可入药。它的叶子除泡茶作饮料外,也有药用价值。此外,其种子尚可榨油、食用或工业上用做润滑油及其他溶剂的原料。金花茶的木材质地坚硬,结构致密,可雕刻精美的工艺品及其他器具。

为了使金花茶这一国宝更好的繁衍生息,我国在广西防城港建成了国家级野生金花茶自然保护区。目前,全世界已发现金花茶23种,防城港就有21种。近年来,我国园林工作者已经开始对金花茶的引种与资源保护进行研究,并且已经成功地用种子育苗及嫁接等方法进行扩大繁殖,在广西南宁、云南昆明等地,均已初步引种成功。

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我国有354种重点保护植物,其中被列为国家一级保护的珍稀植物有8种。它们是:银杉、珙桐、水杉、桫椤、秃杉、金花茶、人参和望天树。其中,桫椤属于蕨类植物,银杉、水杉、秃杉属于裸子植物,金花茶、珙桐、人参、望天树属于被子植物。

“花中之王”玫瑰

在蔷薇科植物中,有三种著名的花卉,那就是被称为三朵姐妹花的玫瑰、月季和蔷薇。古今中外,人们常常在诗歌、散文中赞美这三朵姐妹花。论高贵要数月季,论飘逸潇洒应属蔷薇,但论起香气、历史和名声来,则还得数素有“花中之王”美誉的玫瑰。

玫瑰是世界上最古老的栽培花卉之一。在欧洲从古巴比伦时代已经开始栽培玫瑰。在罗马时代经常作为祭祀用品。但是,在17世纪以前,欧洲栽培的玫瑰都是由小亚细亚以西原产的原种改良培育而成,大部分栽培品种都是一年一次开花性、重瓣、不耐寒、花色单调、无香味。17世纪末,亚洲的中国月季、香水月季、野蔷薇、光叶蔷薇、野玫瑰等原种相继传入法国,通过与当地的玫瑰进行反复杂交,于1837年培育出了具有芳香、四季开花性的杂交品系。

关于玫瑰,有许多传说。欧洲人说,玫瑰是与爱神维纳斯同时诞生的。基督教传说,耶稣被钉在十字架上的时候,鲜血滴到地上,于是地上长出了一朵红色的玫瑰花。回教传说,穆罕默德的汗水洒在地上,变成了稻谷和玫瑰花。现在,玫瑰被人们看做是圣洁、完美、幸福和纯真爱情的象征。英国人和美国人习惯把玫瑰花作为馈赠礼物,情人们更以互赠玫瑰表达爱情。