植物的化学防御战
2006/4/1 来源:百科知识 作者:殷学波


  绿色植物被人们称为自养生物,意思是植物白手起家自己制造自己的基本营养物质。它们由根吸收水,由气孔吸收二氧化碳,然后在植物细胞的叶绿体里进行光合作用,合成了这些基本营养:首先是糖类、脂类,然后是蛋白质与核酸。
  而各种动物则不劳而获,只能直接或间接地以植物为食,靠夺取植物制造的现成的营养物质生活。动物夺取植物的糖类物质——淀粉,消化分解为一个个的葡萄糖单元,再重新组装其自己的基本营养物质——糖原,好比拆屋子重新砌墙的样子;或者把葡萄糖转化为油脂类能量物质暂时储藏。对于植物蛋白质和核酸,动物同样只有拆分组合的能力。更多的情况,动物摄取了植物的小分子营养物质,甚至不加修饰的利用了。
  “植”是固着不动的意思。动物遇到危险可以逃跑,三十六计走为上策。可植物就惨了,牛羊来了,害虫来了,植物躲不了藏不了,只能任由宰割。不过植物也不是毫无还手之力。一些植物身上长出尖刺,先给冒犯的动物一个下马威。但是尖刺对付兽类尚可,对付昆虫就不怎么见效了,所以,刺还不是植物最通用的防卫武器。植物最有效的还是它们的化学防御武器。
  植物合成的化学防御物质最主要的有两大类,一是单宁类,二是生物碱。单宁也称作没食子鞣质,它是一类苦涩的物质,动物不能过多食用,否则抑制消化,还会使嘴唇发麻。可以想象,连皮革都能鞣熟的东西,当然是没食子——没法食啦!生物碱是植物体内广泛存在的一类含氮的次生代谢物质,苦毒是其一般特性,对动物具有毒性,甚至还有致幻作用。狼草、飞燕草和千里光等都是含有有毒生物碱的草本植物。由于家畜不像野生动物那样对它们具有天然的辨别能力,所以常有中毒的事情发生。
  对付微生物的侵染,植物发展出了化学种类各异的抗菌物质,也称为植保素,在豆科植物的植保素多为异黄酮类,在茄科植物多为倍半萜类。但脊椎动物使用蛋白质本质的抗体,没有这么复杂的小分子物质。
  植物遇到敌害蚕食还会释放挥发性物质告诉同伴做好防御准备,或者吸引敌害的天敌来消灭敌害。这些挥发性物质主要是萜类和酚类物质。实验发现,烟草能释放出挥发性化学物质,把黄蜂吸引过来,吃掉其身上的烟青虫。
  不过植物可不是总要把动物赶跑,在植物开花的时候,植物需要用它们美丽的花色和香甜的花蜜来招引昆虫为它们传粉,这些物质主要黄酮类花青素和挥发性的萜类物质;在果实种子成熟的时候,植物为利用动物的消化道传播植物的种子,植物的肉质浆果成熟十分甜美,营养当然也更丰富,具体化学成分除普通的糖类(蔗糖、果糖)外,还有其他独特的香甜成分。
  在化学方面,固着生长的特性逼迫植物自力更生进行深入的次生代谢转化;而动物习惯了在植物世界里掠夺和摄取,在这方面几乎无所作为。
  马利筋是一种萝摩科植物,其体内含有对付动物的洋地黄素和强心甙,可干扰维持动物心律的电脉冲的传导。但是有一种蚱蜢不怕马利筋,还把植物中的毒素转化为自己的武器。当这种蚱蜢受到捕食者的攻击时,它能从毒腺中射出雾状的这种物质来进行自卫。蚱蜢射出的这类物质经分析表明含有两种主要成分,即卡拉克丁和牛角瓜苷。
  人类是动物中利用植物次生代谢成分的佼佼者,我国的中草药更是举世闻名。现代天然药物80%以上来自植物,源于动物的分子却很少。
  植物体内进行的化学反应比动物体内的化学反应要多得多,因此植物体内催化化学反应的酶及其辅酶(辅基)分子也必然比动物体内多而且全。而这些辅酶(辅基)分子就是动物需要的维生素。
  且不说植物为体内庞杂的次生代谢反应准备的酶及其辅基分子,单单说说绿色植物体内的光合作用反应过程中的捕光色素分子和电子传递物质。β胡萝卜素一分为二就是维生素A;维生素E、维生素K来自于电子传递物质醌类分子;而维生素D来自植物麦角固醇;维生素B1、B2、B6、B12 、PP、泛酸、生物素叶酸,以及维生素C在植物含量丰富,因为它们都是植物体内的化学反应所必备的。
  植物世界丰富的基本营养物质和多彩的次生代谢成分,使得动物再也用不着为自己制造各种需要的物质而劳神费力,而一门心思专门生产管理自己体内器官相互作用的荷尔蒙。植物不仅在各个方面制造化学物质而独树一帜,植物也有自己的生理调节激素。
  例如高等动物体内有甲状腺素、胰岛素、性激素,昆虫有保幼激素、蜕皮激素,植物体内也有生长素、赤霉素、脱落酸等等物质。不同的是,植物激素由于和人体激素差别太大,吃植物性食物对人类没有任何影响,但食用肉食时,就存在动物激素影响人体发育和健康的可能。
  不过由于植物过分忙于体内的庞杂的化学反应,在基本营养物质糖类向脂类、蛋白质方向的化学转化方面也有欠缺,相对来说,只有植物的种子以及油料作物含有较高的脂类,种子以及豆类含有较多的蛋白质。
  考古研究推测几百万年前,在非洲有纤细型南猿由于偏于肉食而进化发展,而粗壮型南猿更多地以野果为食,没有发展下来。这是因为对于处于饥寒交迫境况的猿人来说,掠夺的富含现成蛋白质的肉类无疑是雪中送炭,挽救了他们的命运。
  水生动物适应于冰凉的水生环境,为了保持体内细胞的生命活动,含有更多低溶点的不饱和脂类,这虽是植物和陆生动物所缺少的。但植物体脂溶性色素和水溶性的黄酮类色素也含有大量的不饱和双键,对于人体是最好的抗氧化剂,可以延缓细胞衰老过程。
  总之,与动物比较而言,植物体内的基本营养物质和特效特异成分应有尽有,植物才是无可置疑的天然化工厂、有机物的大本营。以此推理,在满足人体的结构功能蛋白和能量消耗物质需求的前提下,多吃素、多吃植物来源的食物才是最好的,生病了优先服用中药,科学家开发药物也先从植物着手。这也就是植物的化学优势所在。
  【责任编辑】庞云