[日]稻垣榮洋
人類和動物都有血液,那植物也有嗎?
我們把植物切開,它不會像人一樣滴血。植物,是沒有血液的。
但是,植物中的葉綠素和我們血液里紅細胞中的血紅蛋白非常相似。葉綠素和血紅蛋白的基本構造是一樣的。唯一的區別就是,葉綠素分子構造的中心元素是鎂,而血紅蛋白分子構造的中心元素是鐵。
葉綠素和血紅蛋白的相似,只是個小小的偶然。植物和動物雖然形態外貌極不相同,但基本的生存機制差別不大。所以,植物和動物具有這些相似點,也不足為怪了。
人類有自己的血型。而如果給植物也做個血型檢查的話,就會發現和人的血液一樣反應的物質。
人的血型,是由血液中的糖蛋白的種類決定的。而植物中,大約有一成的植物擁有和人類類似的糖蛋白。如果給植物進行血型檢查的話,會發現它們的血型多是o型和AB型。舉個例子,蘿卜和卷心菜的血型是o型,而蕎麥的血型是AB型。
豆科植物中,有一種成分叫作豆血紅蛋白,是和人類血液中的血紅蛋白非常相似的物質。
如果把豆科植物的根挖出來觀察,就會發現上面有很多又小又圓的,像小瘤子一樣的東西。這些小瘤子叫作“根瘤”,里面住著一種叫作根瘤菌的細菌。豆科植物借助這種根瘤菌,可以吸收空氣中的氮,使它們即使在缺氮貧瘠的土地中也可以生長。
豆科植物為根瘤菌提供棲身之地和營養成分。作為回報,根瘤菌給植物進行固氮。豆科植物和根瘤菌這種互惠互利的關系,被稱為“共生”。
但是,豆科植物和根瘤菌的這種共生關系,也存在一些問題。
為了給豆科植物固氮,根瘤菌需要耗費很多能量。而為了產生這種能量,根瘤菌需要進行有氧呼吸。也就是說氧氣是非常必要的。但是,氧氣的存在又會使固氮所必需的酶喪失活性。
氧氣很重要,但是有了它的話就沒辦法進行固氮。所以,豆科植物必須做到為根瘤菌運送氧氣,然后將多余的氧氣快速消除。為了解決這個問題,豆科植物生成了可以高效運輸氧氣的豆血紅蛋白。
人類血液里紅血球中的血紅蛋白,可以高效地把氧氣從肺部輸送到全身。而豆科植物中的豆血紅蛋白也是如此,可以高效地運輸氧氣。
把新鮮的豆科植物的根瘤切開的話,會滲出像血一樣紅色的東西。這就是豆科植物的血液——豆血紅蛋白。