植物中(zhong)有多(duo)少种化合物(把自然讲给你听)
鞠 鹏 《人民日(ri)报(bao)》(2025年04月16日(ri)第 15 版)
叶绿素、花(hua)青素、类胡萝卜素,果(guo)酸、蔗糖、生物碱……植物中(zhong)的化学(xue)物质,维持植物基本生长发育,帮助植物应对(dui)环境挑战
提起植物,大家容易联想到绿色天然;但一说化学(xue),不少人第一反应是“科技与狠活”。其实(shi),植物本身就包含着成(cheng)千上万(wan)个化合物分子,是妥妥的“绿色高科技工厂”。
哪些植物可以(yi)作为食物、哪些植物能生产药(yao)物、哪些植物中(zhong)能提炼出绚烂的色素……这些都跟(gen)植物所含的天然化合物有很大关系。植物化学(xue),是一门研(yan)究植物中(zhong)有什么化合物、各具有什么功能,以(yi)及(ji)如何开发利用的科学(xue)。
不少人好奇,植物的化学(xue)成(cheng)分究竟源自何方(fang)?在几十亿年的生命演化长河中(zhong),植物不仅要经受同类的竞争、微生物的“侵袭”,还要抵抗动物的“取食”。为了生存,植物发展出两套精妙的代谢系统:初级代谢产生糖分等化学(xue)物质,维持植物的基本生长发育;次级代谢则产生芳香(xiang)精油、生物碱等化学(xue)物质,作为应对(dui)环境挑战的“武器”。
这些“武器”并非只用于“御敌”。为吸(xi)引动物传粉,有的植物会释放独特的芳香(xiang)物质,有的会生成(cheng)多(duo)样的花(hua)青素改(gai)变花(hua)色,甚(shen)至还有植物“礼尚往来”,送上花(hua)蜜作为动物帮助传粉的奖励。其实(shi),每一株植物都是一座隐秘而庞大的工厂:叶绿素、花(hua)青素、类胡萝卜素……它们是自然界中(zhong)植物颜色的主宰;果(guo)酸、蔗糖、生物碱……带来酸甜苦辣,霸占大家的味觉。盘中(zhong)的粮食、杯中(zhong)的饮料、厨房的调料、药(yao)店的药(yao)材,以(yi)及(ji)独特的香(xiang)味、多(duo)彩的服装,都可以(yi)来自植物。
由于遗传、地理、气候及(ji)自身生长周期的不同,每种植物的化学(xue)成(cheng)分也会有所不同。即使是同一种植物的不同部位——叶、根、花(hua)、果(guo)实(shi),面(mian)对(dui)的环境各异、功能不同,其中(zhong)的化学(xue)成(cheng)分也有差(cha)异。
以(yi)大家的一日(ri)三餐为例,一种蔬菜或水果(guo)中(zhong)的化学(xue)成(cheng)分可能有几百种,含量不同、功能各异。一种植物中(zhong)实(shi)际上有多(duo)少种化合物,和已经识别了多(duo)少种成(cheng)分存在巨大差(cha)异,因为局限于现有的分离技术水平(ping),一些存在于植物中(zhong)的化学(xue)成(cheng)分暂(zan)时还无法获取。同时,活体(ti)的植物和采摘晒干后的植物中(zhong),化学(xue)成(cheng)分也可能存在差(cha)异。但人类就是这样在干中(zhong)学(xue),植物化学(xue)家就是这样一边思考、探索科学(xue)的边界,一边发现、利用这些植物对(dui)人类生存的价值,人类用收益支撑科学(xue)探索,再用新探索拓展新边界。
植物的化学(xue)成(cheng)分实(shi)实(shi)在在地影响着大家的生活。作为食材,植物为人类提供了油脂、糖分和维生素;作为药(yao)材,植物为大家带来对(dui)抗疾病、呵护健康(kang)的药(yao)物。比如,疟疾曾横(heng)行世界多(duo)地,随着青蒿素的发现,人类有了对(dui)抗疟疾的武器。保护植物多(duo)样性,也是保护植物化合物的多(duo)样性,从而为人类未来破解难题(ti)保留更多(duo)可能性。
(编辑为中(zhong)国科学(xue)院昆明植物研(yan)究所植物化学(xue)与西部植物资(zi)源持续利用国家重点实(shi)验(yan)室(shi)副主任,本报(bao)记者杨文明采访整(zheng)理)
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