綠色植物被人們稱為自養生物,意思是植物白手起家自己制造自己的基本營養物質。它們由根吸收水,由氣孔吸收二氧化碳,然后在植物細胞的葉綠體里進行光合作用,合成了這些基本營養:首先是糖類、脂類,然后是蛋白質與核酸。
而各種動物則不勞而獲,只能直接或間接地以植物為食,靠奪取植物制造的現成的營養物質生活。動物奪取植物的糖類物質——淀粉,消化分解為一個個的葡萄糖單元,再重新組裝其自己的基本營養物質——糖原,好比拆屋子重新砌墻的樣子;或者把葡萄糖轉化為油脂類能量物質暫時儲藏。對于植物蛋白質和核酸,動物同樣只有拆分組合的能力。更多的情況,動物攝取了植物的小分子營養物質,甚至不加修飾的利用了。
“植”是固著不動的意思。動物遇到危險可以逃跑,三十六計走為上策。可植物就慘了,牛羊來了,害蟲來了,植物躲不了藏不了,只能任由宰割。不過植物也不是毫無還手之力。一些植物身上長出尖刺,先給冒犯的動物一個下馬威。但是尖刺對付獸類尚可,對付昆蟲就不怎么見效了,所以,刺還不是植物最通用的防衛武器。植物最有效的還是它們的化學防御武器。
植物合成的化學防御物質最主要的有兩大類,一是單寧類,二是生物堿。單寧也稱作沒食子鞣質,它是一類苦澀的物質,動物不能過多食用,否則抑制消化,還會使嘴唇發麻。可以想象,連皮革都能鞣熟的東西,當然是沒食子——沒法食啦!生物堿是植物體內廣泛存在的一類含氮的次生代謝物質,苦毒是其一般特性,對動物具有毒性,甚至還有致幻作用。狼草、飛燕草和千里光等都是含有有毒生物堿的草本植物。由于家畜不像野生動物那樣對它們具有天然的辨別能力,所以常有中毒的事情發生。
對付微生物的侵染,植物發展出了化學種類各異的抗菌物質,也稱為植保素,在豆科植物的植保素多為異黃酮類,在茄科植物多為倍半萜類。但脊椎動物使用蛋白質本質的抗體,沒有這么復雜的小分子物質。
植物遇到敵害蠶食還會釋放揮發性物質告訴同伴做好防御準備,或者吸引敵害的天敵來消滅敵害。這些揮發性物質主要是萜類和酚類物質。實驗發現,煙草能釋放出揮發性化學物質,把黃蜂吸引過來,吃掉其身上的煙青蟲。
不過植物可不是總要把動物趕跑,在植物開花的時候,植物需要用它們美麗的花色和香甜的花蜜來招引昆蟲為它們傳粉,這些物質主要黃酮類花青素和揮發性的萜類物質;在果實種子成熟的時候,植物為利用動物的消化道傳播植物的種子,植物的肉質漿果成熟十分甜美,營養當然也更豐富,具體化學成分除普通的糖類(蔗糖、果糖)外,還有其他獨特的香甜成分。
在化學方面,固著生長的特性逼迫植物自力更生進行深入的次生代謝轉化;而動物習慣了在植物世界里掠奪和攝取,在這方面幾乎無所作為。
馬利筋是一種蘿摩科植物,其體內含有對付動物的洋地黃素和強心甙,可干擾維持動物心律的電脈沖的傳導。但是有一種蚱蜢不怕馬利筋,還把植物中的毒素轉化為自己的武器。當這種蚱蜢受到捕食者的攻擊時,它能從毒腺中射出霧狀的這種物質來進行自衛。蚱蜢射出的這類物質經分析表明含有兩種主要成分,即卡拉克丁和牛角瓜苷。
人類是動物中利用植物次生代謝成分的佼佼者,我國的中草藥更是舉世聞名。現代天然藥物80%以上來自植物,源于動物的分子卻很少。
植物體內進行的化學反應比動物體內的化學反應要多得多,因此植物體內催化化學反應的酶及其輔酶(輔基)分子也必然比動物體內多而且全。而這些輔酶(輔基)分子就是動物需要的維生素。
且不說植物為體內龐雜的次生代謝反應準備的酶及其輔基分子,單單說說綠色植物體內的光合作用反應過程中的捕光色素分子和電子傳遞物質。β胡蘿卜素一分為二就是維生素A;維生素E、維生素K來自于電子傳遞物質醌類分子;而維生素D來自植物麥角固醇;維生素B1、B2、B6、B12 、PP、泛酸、生物素葉酸,以及維生素C在植物含量豐富,因為它們都是植物體內的化學反應所必備的。
植物世界豐富的基本營養物質和多彩的次生代謝成分,使得動物再也用不著為自己制造各種需要的物質而勞神費力,而一門心思專門生產管理自己體內器官相互作用的荷爾蒙。植物不僅在各個方面制造化學物質而獨樹一幟,植物也有自己的生理調節激素。
例如高等動物體內有甲狀腺素、胰島素、性激素,昆蟲有保幼激素、蛻皮激素,植物體內也有生長素、赤霉素、脫落酸等等物質。不同的是,植物激素由于和人體激素差別太大,吃植物性食物對人類沒有任何影響,但食用肉食時,就存在動物激素影響人體發育和健康的可能。
不過由于植物過分忙于體內的龐雜的化學反應,在基本營養物質糖類向脂類、蛋白質方向的化學轉化方面也有欠缺,相對來說,只有植物的種子以及油料作物含有較高的脂類,種子以及豆類含有較多的蛋白質。
考古研究推測幾百萬年前,在非洲有纖細型南猿由于偏于肉食而進化發展,而粗壯型南猿更多地以野果為食,沒有發展下來。這是因為對于處于饑寒交迫境況的猿人來說,掠奪的富含現成蛋白質的肉類無疑是雪中送炭,挽救了他們的命運。
水生動物適應于冰涼的水生環境,為了保持體內細胞的生命活動,含有更多低溶點的不飽和脂類,這雖是植物和陸生動物所缺少的。但植物體脂溶性色素和水溶性的黃酮類色素也含有大量的不飽和雙鍵,對于人體是最好的抗氧化劑,可以延緩細胞衰老過程。
總之,與動物比較而言,植物體內的基本營養物質和特效特異成分應有盡有,植物才是無可置疑的天然化工廠、有機物的大本營。以此推理,在滿足人體的結構功能蛋白和能量消耗物質需求的前提下,多吃素、多吃植物來源的食物才是最好的,生病了優先服用中藥,科學家開發藥物也先從植物著手。這也就是植物的化學優勢所在。
【責任編輯】龐云