编者按:种瓜得瓜,种豆得豆,种子到底有多神奇?中科院之声与中国科学院昆明植物研究所联合开设“凡此种种”专栏,为大家讲述种子的有趣故事,介绍大自然中匠心独具的种子植物。
种子是植物的繁殖和散布器官,它们存在的目的,是为了实现物种的繁衍,种群的兴旺。为了保证自己的种子不受微生物、动物和人类的危害,有的植物甚至藏毒于此。
大戟科 Euphorbiaceae 巴豆属 Croton 巴豆 Croton tiglium L.
提到巴豆种子,很多人就会联想到腹泻,很多的电影、小说情节也都与此有关。那它到底长什么样子,为什么小小的种子竟有如此大的能力?现在就让我们就来揭开它神秘的面纱吧。
巴豆是一种灌木或小乔木,大约3-6米高。它的果实呈椭球形,三棱状,长约两厘米,成熟时为黄棕色或棕色,表面具6条纵线纹。打开果皮,就可看见里面有3个小室,每室含有1粒长约1厘米的卵形种子。种子为黄棕色、灰棕色至棕褐色,腹面基部具黄白色的种脐,中央有一条纵线纹;外种皮薄而脆,内种皮为白色薄膜;胚乳和胚都呈黄白色,富含油脂,有辛辣味。
巴豆果实(图片来自PPBC)
巴豆种子(图片来自PPBC)
导致腹泻的关键就是种子中的油脂,其主要成分是巴豆毒蛋白和巴豆油。巴豆毒蛋白是一种细胞原浆毒,能溶解红细胞,并使局部细胞坏死,巴豆油对胃肠道黏膜具有强烈的刺激和腐蚀作用,会引起恶心、呕吐与腹痛,严重时还会发生出血性胃肠炎,同时对肾亦有刺激作用。皮肤接触巴豆油后,可能引起急性皮炎。
巴豆种子的致泻特性,使其成为了一味很好的泻药,还可制作成杀虫剂。
大戟科 Euphorbiaceae 蓖麻属 Ricinus 蓖麻 Ricinus communis L.
1978年,保加利亚的著名作家马尔科夫离奇身亡,检查遗体后才发现他竟然死于蓖麻毒素。蓖麻毒素是从蓖麻子中提纯分离得到的一种强效细胞毒蛋白,能抑制氨基酸t-RNA与核蛋白酶的结合,让核糖核酸失活,抑制蛋白质合成,微量即可致人死亡。
来自动物的研究发现,口服蓖麻毒素,致死剂量为约1-20 mg/kg,通过静脉注射,致死量约为1-10 μg/kg。蓖麻毒素中毒后的表现比较复杂,以口服途径为例,中毒后可能会有数小时无症状期,随后出现口咽部烧灼感、恶心呕吐、腹痛、腹泻、血便等症状,继而发生持续的低血压、心动过速、呼吸困难等,逐渐发展至呼吸循环衰竭,严重中毒患者由于多器官功能衰竭可能在1-4天左右死亡。最为棘手的是,蓖麻毒素中毒早期识别困难,且目前仍没有蓖麻毒素的特效抗毒制剂。
蓖麻毒素就来自我们生活中广泛栽培的植物蓖麻的种子,它呈椭圆形或卵形,腹平背拱,长0.9-1.8厘米,宽0.5-1厘米,表面光滑,具灰白色与黑褐色或黄棕色与红棕色相间的斑纹,背面有一条隆起的种脊,基端具灰白色或浅棕色突起的种阜。它的种皮薄而脆,内含丰富的白色胚乳,其中富含油脂。胚则具有2片薄薄的大子叶。胚乳和子叶中均含糊粉粒。
蓖麻果实
蓖麻种子
蓖麻的原产地可能在非洲东北部的肯尼亚或索马里,现广布于全世界热带地区,栽培于热带至温带各国。为什么毒性这么强的蓖麻还在广泛栽培呢?这是因为剧毒的蓖麻种子同时也是个宝,在医疗健康领域和工业领域发挥着重要的作用。蓖麻毒素能够抑制体内蛋白质合成,因此被广泛用于恶性肿瘤的治疗上,对治疗癫痫、破伤风等也有显著效果。蓖麻油具有流动性强、稳定性好、粘度高、密度大等特点,因此被用作航空领域的润滑油,其衍生产品经过加热或者碱化就会失去毒性,可作为我们日常生活中常用的香皂、化妆品等的原料。
马钱科Loganiaceae 马钱属 Strychnos 马钱子Strychnos nux-vomica Linn.
说到种子杀手,不得不隆重介绍一下古代宫庭中与鹤顶红齐名的牵机药,相传南唐后主李煜就是被宋太宗用此物毒死的。这牵机药究竟是何物呢?其实它还有一个更耳熟的名字——马钱子,由于服后的中毒症状为全身抽搐、角弓反张,死亡时头部与足部相接,状如牵机,顾有牵机药之名。
马钱子,又名番木鳖,是马钱科植物马钱子的种子。其呈扁圆形,形如一枚钮扣,常一面凹而另一面凸,直径为1-3厘米,厚0.3-0.5厘米,表面呈黄棕色、灰棕色或灰褐色,有光泽,密生丝状短茸毛。切开种子可见其具有丰富的白色、半透明坚硬胚乳,胚为白色,具两片心形子叶。
马钱子果实
马钱子种子
马钱子味极苦,主要活性成份为番木鳖碱和马钱子碱,主要作用于中枢神经系统。马钱子的中毒症状为颈项僵硬、瞳孔放大、呼吸急促、甚至抽搐,如不及时抢救,就会因呼吸系统麻痹而死亡。
豆科 Leguminosae 相思子属 Abrus 相思子 Abrus precatorius
“ 红豆生南国,春来发几枝。愿君多采撷,此物最相思”。这是唐代诗人王维留下的千古佳作。
相思子种子
相思子种子项链
相思子就是诗中红豆的疑似物种之一。其种子常呈椭球形,少数为近球形,长5-7毫米,宽4-5毫米,上部三分之二为鲜红色,下部三分之一为黑色,整个种子色泽鲜亮而持久,质地坚硬,富有特色,因此又名美人豆、相思豆、红珠木等,常被制成各种饰品。可你知道吗?在其美丽的外表之下竟蕴含着致命的剧毒,它含有相思子毒蛋白,是地球上最致命的植物毒素之一,可破坏核糖体的活性,强烈抑制蛋白质的合成,人只要误食了其破损种子就会中毒,严重时会有性命之忧。其中毒症状为食欲不振、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、呼吸困难、皮肤青紫、循环系统衰竭和少尿,最后出现溶血现象,尿血,逐渐呈现呼吸性窒息而死亡。
尽管含有剧毒,因其有催吐、驱虫、拔毒消肿功效,因此相思子的种子同时也是一味有名的民族药,在彝药、藏药、维药和蒙药中都可见到其身影,可治疗不同病症。
看到这,好奇的你还敢随便品尝不知名的野果和野生植物种子吗?
原本作为植物防御的种子毒素,竟被人类创造性地用作了毒药,开发成了新药和杀虫剂,改造成了工业原料,不得不感叹人类的智慧!在全球目前已知的38万-50万种植物中,仅有约3000种植物被人们广泛应用于工业、农业、医药等领域,显而易见,人类对植物资源的开发和利用仍具有巨大空间。
参考文献:
1. 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志. 第40卷[M]. 北京: 科学出版社, 1994:123-126.
2. 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志. 第44(2)卷[M]. 北京: 科学出版社, 1996:88,123-137.
3. 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志. 第61卷[M]. 北京: 科学出版社, 1992:229-240.
4. 董娜,武军华,贾培媛,等. 蓖麻毒素细胞毒性及其中毒小鼠组织病理改变[J]. 解放军医学院学报, 2013(10):1048-1051.
5. 金锋,张振凌,任玉珍,等. 巴豆的化学成分和药理活性研究进展[J]. 中国现代中药, 2013, 15(5):372-375.
6. 陆燕华,高宁阳. 马钱子药理作用及减毒增效方法研究进展[J]. 上海中医药杂志, 2019, 53(5):93-97.
7. 马惠海,罗胜军,王哲,等. 相思子毒素研究进展[J]. 动物医学进展, 2006, 27(9):50-54.
8. 彭静怡,刘广超,柴立辉,等. 相思子毒素结构特征、毒作用机制、检测及其中毒防治研究进展[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2021, 35(12):962-968.
9. 单雪莲,郁红礼,吴皓,等. 巴豆不同炮制品肠道毒性差异及炮制对巴豆脂肪油、总蛋白的影响[J]. 中国中药杂志, 2018, 43(23):4652-4658.
10. 吴新安,赵毅民.巴豆属植物化学成分及药理作用研究进展[J]. 天然产物研究与开发. 2004, (5) :467-472.
11. 徐金华,陈军,蔡宝昌.马钱子碱的研究进展[J]. 中国新药杂志, 2009, 18(3):213-216,221.
12. 赵旭,钟武,李行舟,等. 蓖麻毒素及其解毒剂研究进展[J]. 国际药学研究杂志, 2017, 44(1):35-39.
摄影:李涟漪
来源:中国科学院昆明植物研究所
转自中科院之声微信号
1、本文只代表作者个人观点,不代表本站观点,仅供大家学习参考;
2、本站属于非营利性网站,如涉及版权和名誉问题,请及时与本站联系,我们将及时做相应处理;
3、欢迎各位网友光临阅览,文明上网,依法守规,IP可查。
作者 相关信息
• 昆仑专题 •
• 高端精神 •
• 新征程 新任务 新前景 •
• 习近平治国理政 理论与实践 •
• 我为中国梦献一策 •
• 国资国企改革 •
• 雄安新区建设 •
• 党要管党 从严治党 •
图片新闻