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趣味化学植物的化学武器 [复制链接]

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在一般人眼中,植物看似是自然界中最柔弱的物种,没有任何反抗能力,只能逆来顺受地接受动物的摧残。殊不知,许多植物在多年的残酷斗争中逐渐练就了一身的本领。比如仙人掌,它全身带刺就是一种对自己的保护。许多没有荆棘防身的植物,它们在上亿年的生存竞争中也拥有着秘密的化学武器,形成了自己独特的化学防御体系。当它们受到伤害时,所显示出的“化学武器”制造大师的精彩技艺,真是令人叹服!

为什么我们称植物的这些“武器”为“化学武器”呢?

化学揭秘

植物由于缺少运动器官、感觉器官,缺少用来协调全身的神经系统,因此,在面对捕食者的侵害时,它们只能利用身体中所含有的一些化学物质来驱赶天敌,让来犯者受到“惩罚”,这就是植物们的化学武器。

为了便于介绍植物的化学武器,我们把植物的化学武器分为异味型武器、刺激型武器和毒性型武器。具有这几类“化学武器”的植物大师们就能够“八仙过海,各显神通”,保护自己不受伤害。下面,我们分别给大家介绍这几种类型的“化学武器”。

1.异味型化学武器

我们常常用“芳草香花”来赞美自然界的花草树木。其实,在植物的世界里,臭花、臭草也还是不少的。由于它们发散的臭味、怪味实在难闻,让动物们难以靠近,因而使这些植物们能够在自然界中生存。植物类书籍上用“臭”字命名的植物有很多。例如:臭荠、臭百合(学名:普通疆南星)、臭荠、臭牡丹、臭根草(学名:鱼腥草)……有些植物虽没用臭字命名,但包含着臭的意思。例如:鸡矢(屎)藤、马尿花(学名:水鳖)……从它们的名字上不难看出,它们都是用各自独特的气味来保护自己的植物。

资料小卡片

臭牡丹,为马鞭草科大青属植物。嫩枝稍有柔毛,枝内白色中髓坚实。叶呈宽卵形或卵形,有强烈臭味,长10~20cm,宽5~15cm,边缘有锯齿。聚伞花序紧密,顶生,花冠为淡红色或红色、紫色,有臭味。核果呈倒卵形或卵形,直径0.8~1.2cm,成熟后为蓝紫色。

分布于越南、印度、马来西亚以及中国的安徽、江西、湖南、华北、西南、西北、江苏、浙江、广西、湖北等地,生长于海拔~m的地区,常生长在沟谷、林缘、山坡、路旁以及灌丛润湿处。

臭牡丹看上去很漂亮,为什么却有一个不好听的名字呢?原来这种植物会发出一种臭味,即使10m之外都能闻到。其原因是由于它的体内含有两种难闻的、具有挥发性的化学物质。这两种化学物质分别是呋喃甲醛和丙酮。呋喃甲醛是一种具有杏仁气味的物质,丙酮具有辛辣味,让动物们闻到后感到不愉快,因而也就不接近它了。

此外,还有我们非常熟悉的鱼腥草。由于它含有挥发性的、有特异臭气的癸酰乙醛和月桂醛,因而接触后气味久久不能够散去,这也是动物们不愿意接近它的原因。

这一类具有异味型化学武器的植物,由于它们具有奇特的气味或臭味,使得想要吞噬它的动物们敬而远之。

2.刺激型化学武器

所谓的刺激型武器,就是植物本身能够产生具有强烈刺激性的物质。当然,这种刺激性物质也是千变万化的。有的植物本身无毒又无异味,它们是如何防身的呢?原来,它们另辟蹊径,在体内产生多种刺激性的物质,导致动物吃了之后感觉难受,以后就对这种植物再也提不起兴趣了。这类植物的典型代表就是胡椒、白芥、辣椒等。这里我们以白芥为例来揭秘为什么它会有这样的刺激性物质。

白芥的种子中含有芥子油,其主要成分为异硫氰酸烯丙酯,具刺鼻辛辣味及刺激作用。动物在体验过它的辛辣之后,再也不敢侵害这种植物了。

除此之外,辣椒是大家最有体验的,你若不能吃辣椒,一旦咬上一口,其辛辣味就能刺激舌头,使大脑产生灼热疼痛的辛辣感觉,非常难受。这是由于辣椒中含有一种称为辣椒素的物质,辣椒素由14种辣椒碱类化合物组成,其中主要有辣椒碱(化学名称为8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺)、二氢辣椒碱(化学名称为8-甲基-N-香草基壬酰胺)等。

3.毒性型武器植物

说起具有这类化学武器的植物,可是大有玄机的。例如,自古以来,就有以毒著称于世的“四大天王”——雷公藤、钩吻、乌头、藜芦。这四种植物或许你听着挺陌生的,但是要是换一种说法你可能就听说过。钩吻就是所谓的断肠草,传说当年神农就是误食钩吻断肠而死。而乌头自古以来就是后宫嫔妃们用来毒杀对手的暗器。

究竟是什么让植物们有如此威力呢?我们来探其究竟吧!

生物碱是来源于生物界的一类含氮有机化合物。大多有较复杂的环状结构,氮原子结合在环内;多呈碱性,可与酸反应生成盐;多具有显著的生理活性。

生物碱主要分布于植物界,绝大多数存在于高等植物的双子叶植物中,已知存在于50多个科的多个属中。

在植物体内,少数碱性极弱的生物碱以游离态存在,如酰胺类生物碱。有一定碱性的生物碱多以有机酸盐形式存在;少数以无机酸盐形式存在,如盐酸小檗碱、硫酸吗啡等。其他存在形式尚有N-氧化物、生物碱苷等。

生物碱多具有显著而特殊的生物活性,有很好的药用价值。不同的植物中所含的生物碱有不同的作用,如镇痛作用、解痉作用、抗菌消炎作用、降血压作用、止咳平喘作用、抗疟作用、抗心律失常作用、不同程度的抗癌作用等。

首先,我们来说说第一“门派”——含有生物碱的植物。

含有这类毒素的代表物——川乌、草乌、附子等,都是具有中药作用的植物。由于其中含有生物碱——乌头碱,能麻痹感觉神经和中枢神经,兴奋心脏,迷走神经,直接毒害心肌细胞,损害心肌,从而致人死亡。成人服用乌头碱结晶0.2mg就会中毒,服用3~5mg就可致死。因而,一般的动物只要误食后都有可能发生中毒现象,甚至死亡。另外,还有像钩吻、雷公藤这些植物,在不同的地区都被称为“断肠草”,这足以证明它的毒性了。这两种植物体内都含有生物碱,分别为雷公藤碱和葫蔓藤碱。两种生物碱都是有毒的物质,特别是钩吻,含有剧毒。若不小心吃了就会出现腹痛、抽筋、眩晕、言语含糊不清、呼吸衰竭、昏迷等症状。

正是由于这些剧毒生物碱的威力巨大,所以在历史上它们“扮演”了许多冷血杀手的角色。古希腊著名哲学家苏格拉底、罗马皇帝提鲁斯都是死在了生物碱的“魔爪”之下。但是,奇怪的是,据《本草纲目》中记载:“断肠草人误食其叶者致死,而羊食其则大肥”。就说明羊吃了“断肠草”后不但无毒,而且还有令其毛泽光润、增肥和防瘟之效。我们在这里假设:可能羊血中含有对抗或中和钩吻毒的化学物质,这一假设尚需进一步研究。因此,在民间一旦发现“断肠草”中毒的情况,由于时间紧迫,在就医前常常会先给误服者灌一些鹅血、鸭血、羊血等,医院。

现在我们再来说说第二“门派”——含有苷类的植物。

除了含生物碱的植物之外,还有一些植物含有剧毒的化学武器——氰苷、强心苷、萜皂苷等。

氰苷广泛分布于植物界,在苦杏仁、枇杷仁、木薯根以及其他一些蔷薇科植物的种子、叶与树皮中常有大量氰苷存在。在忍冬科、豆科、亚麻科等植物中也有分布。氰苷在水中溶解度较大,不稳定,易被同存于植物体中的酶水解。苷元水解后可产生有毒的氢氰酸(HCN)。氰离子(CN-)若与含铁的细胞色素氧化酶结合,就会妨碍正常呼吸,导致组织缺氧,机体陷入窒息状态。氢氰酸还能作用于呼吸中枢和血管运动中枢,使其麻痹,最后导致死亡。若动物取食了含有氰苷的植物后,在植物中酶的催化作用下就会产生HCN,这样呼吸就被抑制,而导致死亡。

其他剧毒的苷类,如“见血封喉”,其树皮、枝条及乳汁中均含有强心苷。其乳汁若误入眼中,会引起双目失明;进入动物体内会引起中毒,使血管封闭、血液凝固,在20~30min内死亡,因此得名“见血封喉”。传说,当年雍正皇帝害怕有人用“见血封喉”的汁液来毒杀自己,下令在全国范围内砍尽这种树,足可见皇帝对于这类剧毒物的恐惧。

强心苷是存在于自然界的一类对心肌有显著兴奋作用的苷类。含强心苷的中草药有洋地黄、毛花洋地黄、毒毛旋花子、万年青、夹竹桃等。以玄参科、夹竹桃科、萝摩科、百合科、十字花科、桑科等植物中分布较多。

强心苷能够刺激延脑呕吐中枢,引起胃肠道反应;抑制心脏房室传导组织;促使心肌细胞内K+大量丢失,增加心肌兴奋性,提高异位节律点(如房室结)自律性,引起心率失常,甚至室颤;抑制脑细胞对氧的利用;减少肾脏血流量。

天南星体内的萜皂苷等也对动物的口腔、咽喉及皮肤黏膜有很强的刺激性。动物误食它后,可出现咽喉烧灼感、口舌麻木、黏膜糜烂、水肿、流涎、张口困难等症状,严重者出现窒息;中枢神经系统也会受到影响,出现头晕心慌、四肢麻木,甚至出现昏迷、窒息、呼吸停止。

这些有毒的植物真的那么可怕吗?事实上,这些植物的武器固然厉害,但是只要我们能够正确地认识它们、科学合理地分离和使用它们,它们大多能够为人类所利用,并为治疗许多疾病做出特殊的贡献。比如雷公藤、乌头、苦杏仁是中药中常见的药物。因此,我们应该善待大自然,这样,自然也会给我们丰富的馈赠。

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