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花粉,春天里的大麻煩

2014-06-13 22:16:54
科學大眾·小諾貝爾 2014年5期
關鍵詞:植物

春天是個生機盎然的季節。鳥兒展示著自己婉轉的歌喉,嫩葉舒展著自己綠色的身軀,當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,打噴嚏、流鼻涕、流眼淚、全身紅腫、痛癢難耐,很多朋友會碰上這樣的大麻煩,而惹出這些大麻煩的元兇竟然是代表生機的花粉。

瞧瞧這些花粉

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

要想知道答案,我們就要仔細來瞧瞧花粉。如果把花粉放在光學顯微鏡下面,我們就會發現它們竟然是一個個美麗的小球,或長、或扁、或為三角、或為橢圓,真是千姿百態。如果把它們放在電子顯微鏡下放大200倍,就會發現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;有的上面布滿了網眼,就像一個足球披著漁網;有的模樣古怪,乍一看像個超迷你的外星人。我們甚至可以通過花粉的形狀和紋飾來判斷,這粒花粉的“主人”究竟是誰。

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

花粉的偉大任務——繁殖

和我們人類一樣,地球上絕大多數植物和動物,都來自一個細胞——受精卵。而這個細胞是由精子和卵子結合而來的。對于海帶、紫菜這些生活在水中的植物來說,它們的精子會在水中游泳,最終跟卵子幸福地結合。但是,陸地上的植物就沒有那么幸運了,脫離了水環境,送精子就不那么容易了。要知道,空氣可是一個兇險的環境,如果把精子直接放進空氣中,就好像把我們人類扔進了外太空,在很短的時間內就犧牲了。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,但是在個頭只有幾微米的精子眼中,就如同我們登陸另一個星球。為了幫助精子完成使命,一種新的運載工具出現了,那就是裝有“外殼”的花粉粒。

花粉是個太空艙

花粉漂亮的外殼看似脆弱,內心卻十分強大。我們在地層中能發現上億年前的花粉,依然維持著當初的樣子。花粉外殼的主要成分是纖維素,跟木頭中的纖維素是一樣的。與此同時,花粉壁中的孢粉素還能加強花粉外殼的強度。如此嚴密的搭配,花粉粒堪稱縮微版的太空艙了,植物再也不用擔心其中的“乘客”——精子的安全了。

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

花粉有毒嗎

其實,大多數植物并不介意動物吃一些花粉,畢竟花粉的數量近乎天文數字,只要有很小一部分花粉能到達目的地就算成功了。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育幼蟲。如果仔細觀察那些在花叢中忙碌的蜜蜂,我們就會發現,它們的后腿上都有一團粉末,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,有些植物對多吃多占的昆蟲相當不滿,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的神經毒性,一旦混入采集物,不僅有可能毒害蜜蜂,還有可能引發人類中毒。

還好,產生有毒花粉的植物種類并不是很多,畢竟把花粉運載者都殺死也不是什么好事。眾多的植物還要仰仗這些搬運工來運輸花粉呢。

花粉都有身份證

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

春天是百花盛開的季節,很多植物都在釋放自己的花粉“太空艙”。這就帶來了一個問題,太空艙降落到錯誤的位置怎么辦?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,這些錯配不僅不能讓精子和卵子結合,更要命的是,這些錯誤的花粉還會妨礙合適花粉的前進道路,讓花朵失去繁殖的機會,這是所有植物都不愿意看到的。

為了避免這種尷尬事,花粉粒準備了自己特有的身份證——花粉粒表面的蛋白質。當花粉粒降落到雌蕊柱頭上的時候,柱頭會首先檢測這些蛋白質“身份證”的正確性。在通過識別之后,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合了。

為啥會惹人打噴嚏

這些識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,人體的免疫系統時刻都處于警戒狀態,它們對進入人體的物體都要嚴加盤查,而盤查的標識大多也是蛋白質。一旦免疫細胞認定攜帶某種蛋白質的物體有可能危害人體,它們就會在第一時間召集大量的巨噬細胞、T細胞等免疫細胞來清除這些危險分子。與此同時,還會拉響警報,人體會分泌前列腺素、擴張血管、提高體溫、促進黏液分泌,整個人體都處于備戰狀態。于是,我們就出現了發熱、頭疼、打噴嚏、流鼻涕等不適癥狀了。雖然結果讓人很不舒服,但是這種反應卻是人體防衛的重要機制。

在通常情況下,人體免疫系統還是會把花粉粒識別為好人,并不會啟動應急程序。但是有些人的免疫系統有些神經質,只要有外來花粉,就會拉響警報,這就是我們平常說的過敏了。實際上,過敏的人不僅對花粉過敏,他們甚至對灰塵、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,要想解決這個問題卻不是那么容易。首先我們要找到導致過敏的元兇——蛋白質,然后再進行脫敏治療,讓我們的免疫系統能識別這些來客,避免再次誤拉警報。但是,脫敏療法說起來容易,做起來卻很難,一來是因為治療的周期很長,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,在必要的時候使用抗過敏藥物就成了大多數人的選擇。

避開那些花粉基地

既然我們很難根治花粉過敏,那躲得遠點總是可以的。

按照傳播花粉方式的不同,花可以分為蟲媒花、風媒花和水媒花,只是水媒花比較少見而已。通常來說,依靠動物的蟲媒花的花粉具有一些黏性,這樣才容易附著在動物的身上。這也使得蟲媒花的花粉不容易散播到空氣中來,相對來說,引起過敏的情況比較少。當然,蟲媒花也并非絕對安全,很多人會對百合或者玫瑰的花粉過敏,而在果園中辛勤工作的農民伯伯還會發生蘋果花粉過敏。

因為蟲媒花有特殊的花粉搬運工,它們的花粉可以更精準地抵達目的地,所以不用生產太多的花粉;但是風媒花就不一樣,花粉隨風飄蕩,能不能落在柱頭上,完全是碰運氣,所以只有產生的花粉足夠多,才能保成功授粉。對植物來說,這只是個生存方式的選擇,但是對人類來說,這就是個大麻煩了。每年都有成千上萬的人,受到這些風媒花花粉的侵襲,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,營養物質十分豐富,甚至比雞蛋還好,事實真的是這樣嗎?

雖然花粉中也含有蛋白質,但是要想真正吃到可不容易。別忘了,它們還有一個堅固的、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外殼,我們人類可沒有。所以,吃下去的花粉一定會原模原樣地出來。

就算我們利用各種手段,把花粉壁碾碎打開,花粉中的蛋白質豐富度也遠不如雞蛋,后者完全能滿足我們人體對蛋白質氨基酸的需求。所以從花粉中攝取蛋白質,遠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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