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论冬天保湿,它有双重秘方

本文来自微信公众号“物种日历”,未经许可不得进行商业转载

世界上有很多诸如撞衫这样尴尬的事情,而撞名则更是会让拥有者无比苦恼,李小冉的微博被骚扰得不胜其烦,讲段子的毕导也总说自己从不拍片子……名字相像真的是个麻烦事。其实在植物圈,共用名字似乎是时常发生的事:台湾的土豆是花生,而大陆的土豆是马铃薯;诗经里扔的木瓜是海棠,而今天超市货架上的木瓜则是番木瓜。

不过,比起这些植物,同样常见的“冬青”才是一个更麻烦的名字。

路旁常见的绿篱。拐过街角,又见一处。咦,还是刚才那种植物吗?图为冬青卫矛品种'Ovatus Aureus'。图片:Leonora (Ellie) Enking / Flickr

路旁常见的绿篱。拐过街角,又见一处。咦,还是刚才那种植物吗?图为冬青卫矛品种’Ovatus Aureus’。图片:Leonora (Ellie) Enking / Flickr

冬青是大树,卫矛是绿篱

首先来看看,你见过的“冬青”,到底是谁吧。

说实话,今日主角冬青卫矛既不是冬青,也不是卫矛。嗯……是不是听得有点晕乎乎的?

真正的冬青,名气小很多。它是冬青科冬青属的植物冬青(Ilex chinensis),通常出现在长江以南的区域。它的个头可以高达25米,最矮的也有2米高,这远比城市中的绿篱“冬青”高大得多。

“正版”冬青的植株与花叶。图片:KENPEI / wikimedia;Yao Li

“正版”冬青的植株与花叶。图片:KENPEI / wikimedia;Yao Li

在中国北方路边经常看到的绿篱“冬青”,正是今天的主角——卫矛科卫矛属的冬青卫矛(Euonymus japonicus)。它的淡红色蒴果在成熟时会“吐出”裹着鲜红假种皮的种子,这是卫矛科植物的典型特征。

冬青卫矛的花叶与开裂的蒴果。图片:KENPEI & Qwert1234 / wikimedia

冬青卫矛的花叶与开裂的蒴果。图片:KENPEI & Qwert1234 / wikimedia

尴尬的是,这种植物早就被安排上了另外一个名字——“大叶黄杨”。

如此特别的现象是个植物学命名的历史遗留问题。冬青卫矛在之前很长一段时间里确实被称为“大叶黄杨”,这个名字后来才被安排到另一种黄杨科的植物大叶黄杨(Buxus megistophylla)身上。今天,我们把北京路旁的冬青卫矛叫成大叶黄杨,其实也不算错。

这才是黄杨科黄杨属的大叶黄杨。图片:刘昂 / 中国植物图像库

这才是黄杨科黄杨属的大叶黄杨。图片:刘昂 / 中国植物图像库

通常在大叶黄杨旁边还有一种叶子比鸭舌大不了多少的常绿植物,那是小叶黄杨(B. sinica var. parvifolia),它们与原种(B. sinica)的区别在于叶子的大小。另外,小叶黄杨的叶子更亮一些。

小叶黄杨(左)与其原种(右)的叶子。图片:huangdan2060 & Sten Porse / wikimedia

小叶黄杨(左)与其原种(右)的叶子。图片:huangdan2060 & Sten Porse / wikimedia

顺带说一下,卫矛科卫矛属的卫矛(E. alatus)也有自己的特征。它的茎秆上有特殊的翅膀,就好像古代战争中使用的弓箭的尾羽一样,因而也有一个诨名叫“鬼箭羽”。

卫矛的枝条上有栓翅,而且它的叶子也不是常绿的。图片:Plant Image Library / Flickr;Famartin / wikimedia

卫矛的枝条上有栓翅,而且它的叶子也不是常绿的。图片:Plant Image Library / Flickr;Famartin / wikimedia

冬天谁还不保湿

不管是冬青卫矛还是小叶黄杨,它们在冬天都不会落叶。这是为什么呢?

传统概念中,我们都会觉得植物是为了对抗寒冷,才会抖落身上的叶片。其实,相对于低温,冬季的干燥天气才是植物生存的大敌。在植物的正常生理活动中,树叶的蒸腾作用会产生蒸腾拉力,就像水泵那样把根系吸收的水和营养抽到枝头上来,这个过程会消耗大量水分。所以在久旱无雨的冬季,很多植物就会清除掉这些耗水装置。值得注意的是,在干湿季节分明的干热河谷地区,树叶通常是在干旱程度达到极致的旱季末尾落叶,在雨季来临时再长出新叶。这就充分说明了植物落叶与否的决定因素是水分,而不是温度。

蒸腾作用通过叶片表面的气孔(箭头所指)发生,一个气孔由两个腰果状的保卫细胞构成。左图为光镜下的气孔,右图为扫描电镜下的气孔。图片:vb;Louisa Howard

蒸腾作用通过叶片表面的气孔(箭头所指)发生,一个气孔由两个腰果状的保卫细胞构成。左图为光镜下的气孔,右图为扫描电镜下的气孔。图片:vb;Louisa Howard

那“冬青家族”是如何做到保存水分且不落叶呢?如果我们仔细观察冬青卫矛的叶子就会发现,它的叶子表皮非常厚,就像一个密封套把叶子包裹地严严实实,这样就在最大程度上减少了水分的丧失。

糖和氨基酸:冬天抗冻的秘密

不过话说回来,在北方的冬天仅仅减少水分丧失是不够的,三九天滴水成冰的严寒对植物来说仍然是个巨大的挑战。即便在室内,那些从窗缝吹进来的干冷寒风就已经能让花卉变冰雕了。那么,冬青卫矛是靠什么来度过严冬的呢?

通常来说,植物被冻死主要有两个原因:一是完全冻结之后,生命活动无法维持,被饿死;二是完全冻结之后,细胞中的水分变成了有尖锐棱角的冰晶,把细胞结构戳得千疮百孔,被扎死。为了应对这些问题,抗冻植物的细胞中准备了大量的糖和蛋白质。

植物细胞内各种形态的冰晶。图片:Melissa Bredow, Virginia K. Walker / Frontiers in Plant Science(2017)

植物细胞内各种形态的冰晶。图片:Melissa Bredow, Virginia K. Walker / Frontiers in Plant Science(2017)

冬青卫矛叶片细胞中积累的大量糖分,可以使细胞液和细胞质的冰点降低,就像我们在下雪之后撒盐,或者汽车水箱里加入防冻液一样,这样植物就可以在0℃左右继续进行自己的生命活动。就算温度持续降低,细胞必然冻结的时候,抗冻蛋白质的存在也会使冰晶变得更圆润,而不是刺伤细胞的尖刺。有了这样的抗冻法宝,冬青卫矛就能在寒冷的冬季,继续展示自己绿油油的叶片了。

当然作为绿篱植物,冬青卫矛也有不同的栽培品种。图片:andre-briant.fr;mauroguanandi / Flickr

当然作为绿篱植物,冬青卫矛也有不同的栽培品种。图片:andre-briant.fr;mauroguanandi / Flickr

其实对植物抗冻蛋白的研究已经成为一个热点。在未来人类(可能)流浪的家园,我们无法预知有什么极端环境,如果必须在一个低温为常态的星球上生存,那么抗冻蛋白必将大显神威。

现在,你是不是对冬青卫矛有了新的认识呢?

给孩子吃核桃或者核桃油,孩子会变聪明吗?

某著名饮料宣称“经常用脑,多喝X个核桃”来暗示补脑,遭到众多吐槽。不过,吐槽的点往往是在一瓶饮料中到底有几个核桃。其实,在广大消费者中间,相信“吃核桃补脑”的还是大有人在的。经常有人说:传说了这么多年,总还是有一些依据的吧,如果在日常饮食中经常有意识地给孩子多吃一些核桃或核桃类食品(如核桃油、核桃乳等),对于智力是不是有一些好处呢?

核桃里有什么?

核桃是一种坚果。大体而言,核桃中有15%左右的蛋白,不到10%的膳食纤维,以及大量的油脂。中国营养数据库里列出来的脂肪含量是58.8%,还有一些其他资料中的数据甚至在70%以上。此外,核桃中还含有一些矿物质、维生素以及植物甾醇等等。

图片来自pixabay

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核桃中的脂肪主要是不饱和脂肪,如果用来代替动物脂肪,对健康是有好处的。而其他那些营养成分,也是人们容易缺乏的。所以,说核桃是一种比较“健康”的食物并没有什么问题。但是,跟其他的坚果相比,核桃也没有突出的地方。

“补脑”的传说是怎么来的?

“核桃补脑”的说法在中国由来已久,依据是核桃的形状跟人脑有形似之处。根据“以形补形”的思维,也就臆想出了“补脑”的功效。在古代,人们对自然和人体的认识极为有限,产生这种朴素或者说幼稚的想法,也是可以理解的历史局限。到了现代,人类对食物营养与人体健康的认识已经如此深入,还相信这些臆想出来的“理论”,就未免过于天真了。

现代人(尤其是一些推销核桃产品的商家),很喜欢为“传统智慧”寻找“科学依据”。对于“核桃补脑”,他们宣称核桃中“欧米伽3多不饱和脂肪酸”有助于大脑发育。

实际上,这是一个“三重忽悠”。

图片来自pixabay

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首先,核桃油中的欧米伽3多不饱和脂肪酸含量并不算有多高。跟芥花籽油(即双低菜籽油)相比,也只是“稍胜一筹而已”。核桃的油脂中,绝大部分是亚油酸,是欧米伽6。常见植物油中欧米伽6含量较高,营养指南建议是降低它在多不饱和脂肪酸中的占比。芥花籽油虽然欧米伽3少一些,但欧米伽6很少,所以欧米伽6/欧米伽3的比例比核桃油要更为优越。

其次,核桃油中的欧米伽3是亚麻酸(ALA),而通常传说“对大脑发育有益”的欧米伽3是DHA和EPA。亚麻酸在体内转化为DHA和EPA只是理论上的可能,实际的转化率非常低。

第三,即便是DHA和EPA,所谓的“对大脑发育有益”也只有一些很初步的结论,并没有靠谱的科学证据。

除了脂肪含量高,核桃中的其他成分更没有特别之处。所谓“补脑”,完全只是臆想。

对于婴幼儿,核桃油甚至算不上“好油”

在讨论食物油哪种“更好”的时候,一般是指两个方面:脂肪酸组成和维生素E、甾醇等微量成分。

不同食物油中的维生素E和甾醇相差比较大。除了油的种类,加工过程的影响也很大。如果是直接吃核桃,或者冷榨未精炼的核桃油,这些成分的含量确实会比较高。但是,考虑到核桃以及核桃油的食用量,这些微量成分的含量高低对于总量的影响其实也比较有限。

再说脂肪酸组成。不同类型的脂肪酸对健康的影响不一样,对于成年人 膳食指南的推荐是:总的脂肪供能比20%-30%控制饱和脂肪供能比不超过10%,多不饱和脂肪供能比6-11%,其余的为单不饱和脂肪。此外,一般还建议降低w6/w3的比值。也就是说,希望是饱和脂肪尽量少,多不饱和脂肪适当,在控制总量的前提下其他部分由单不饱和脂肪来构成。核桃油的脂肪酸典型组成是:饱和脂肪9%,单不饱和脂肪13%,多不饱和72%(亚麻酸14%、亚油酸58%)。这样的脂肪酸比例不算差,相对于动物脂肪可以说是“好多了”,但跟其他植物油相比,也就没有好到哪里去。

婴幼儿对脂肪的需求跟成人不同。婴幼儿需要饱和脂肪,比如母乳的饱和脂肪含量就很高。母乳中饱和脂肪、单不饱和脂肪和多不饱和脂肪的比例是:4.8:4.1:1.2,核桃油的比例与母乳脂肪相差很大。此外,婴幼儿需要充足的胆固醇,在植物油中并不存在。简而言之,猪油和奶油对于婴幼儿都比核桃油“更好”。

核桃乳只是“有核桃味的糖水”

因为广告营销的成功,核桃乳俨然成了“补脑”的饮料。这堪称一个成功利用消费者的错误认知而实现的“洗脑营销”。比如市场上最著名的核桃乳,营养标签上明确标出了营养组成:蛋白质0.6%、脂肪2%、碳水化合物7.8%,而配料表中的前三位一次是水、白砂糖和核桃仁。

在食品类别上,核桃乳是一种“植物蛋白饮料”。不过从营养标签可以看出,其中的蛋白质少得可怜,而白砂糖用量比核桃仁还要高。根据配料表和营养成分表,可以推测那个7.8%基本上就是糖。跟牛奶相比,核桃乳的营养价值不值一提。

作为父母,不要指望吃什么特定的食品能够让孩子“变聪明”。对孩子来说,全面均衡的营养、充足的睡眠、合理的玩耍和运动,是健康成长的根本。身体健康、努力学习,才是“聪明”的保障。

本文来自云无心的微信个人公众号,系今日头条签约稿件,未经授权不得转载

火星车新成员:“罗莎琳•富兰克林”

本文来自窗敲雨的微信个人公众号“酷炫科学”,未经许可不得进行商业转载

根据欧空局的计划,在2021年5月,他们的新火星车将在火星着陆。这是ExoMars火星探测计划的一部分,这一研究项目旨在探寻过去和现在火星上是否存在生命的迹象。除了探寻火星地表,新火星车上搭载的钻孔机还可以深入火星土壤进行取样,最深可以取得地表下两米的样本进行分析。

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这个火星探索计划的细节我其实并不了解,也没法给大家做深入的介绍。不过有个理由让我很想提一下它:就在上周,这辆火星车刚刚被命名为“罗莎琳•富兰克林”。

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这是参考了约36000条民众意见之后选出的名字,正是为了致敬那位为确定DNA双螺旋结构做出重要贡献的英国物理化学家与晶体学家。

1952年,罗莎琳•富兰克林拍下了那张被称为“照片51号”(Photo 51)的著名图片,它展示了DNA晶体的X射线衍射图样,这是确定DNA双螺旋结构的关键证据。但在当时,她的贡献并未得到足够的认可。1962年,沃森与克里克因为DNA双螺旋结构的发现共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。而富兰克林1958年就因支气管肺炎及卵巢癌病故,没有机会获得同样的荣誉。

她曾经错过了诺贝尔奖,而在六十年后,“罗莎琳•富兰克林”号火星车即将启程。它将在那颗遥远的红色星球上继续探寻科学与生命的答案。

信源:

https://www.esa.int/Our_Activities/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ESA_s_Mars_rover_has_a_name_Rosalind_Franklin

https://www.bbc.com/news/science-environment-47151778

文中图片来源:ESA

机遇号:火星最后的夜晚 | ImagineNature

本文来自Ent的微信公众号ImagineNature。这是一个写作训练尝试:为现实中的自然故事赋予抒情性。是科学,也是诗。

图片来自Wikipedia

图片来自Wikipedia

对地球人而言,昨夜是机遇号在火星上的最后夜晚。

15年前,机遇号和勇气号一同抵达火星,执行计划时长90天的考察任务。2009年,勇气号在超期服役6年之后失去联系;如今,机遇号也迎来了任务的终结。它在火星上工作的时间,是计划时长的55倍。

机遇号的能量来自它的太阳能板,只要不出故障,理论上可以一直运行下去。但是火星遥远寒冷,冬季太阳又低垂天边,接收不到足够阳光的话就会一睡不醒。所以每当冬天临近,地面的工程师就会指挥它们以每秒5厘米的速度寻找一个向阳的斜坡,让它们能接收到尽可能多的阳光。

2009年,勇气号的轮子卡在了一个沟里,工程师想尽办法也没能让它开出来。它没能在冬季到来之前找到向阳的斜坡。那个冬天,勇气号陷入休眠,然后再也没有醒来。

接下来的几年,机遇号在火星的南半球孤独地奔波。2018年6月,火星也是春末夏初时节,机遇号遭遇了一场破纪录的沙尘暴。到6月10日,当地太阳的亮度已经降到平时的万分之一。这是一场暗无天日的火星风暴。为了应对这一恶劣环境,机遇号进入了休眠模式。地面的科学小组则每日待命,不放过任何可能的信号。

三个月过去了,沙暴散尽,机遇号没有消息。

六个月过去了,秋天降临,机遇号依然没有消息。

任务记录里留下了许多这样的字句:“每天聆听消息……新的聆听计划……自六月以来无信号……每日多次联系努力……依然没有信号……已送去超过600个恢复命令……”

如今,机遇号失联已经八个月。再过不久,火星就要逐渐入冬。如果现在沉睡,它就将永远沉睡。

但时间不能为它而停止。因此昨天,机遇号抵达火星的第5352个任务日,工程师们给机遇号发出了最后的命令,以及正式告别:告别有史以来最成功的火星任务,也告别自己过去十五年的人生。明天,他们将前往新的岗位、新的任务,以及新的探索。机遇号的设计寿命是90天,没有一个人在任务开始时会想到它会延续如此之久;大概也没有一个人会想到,自己会在这辆小小的火星车上收获如此多的数据,倾注如此多的时间。

十五年来,机遇号在火星表面行进了45.16千米,创造了行星漫游车的记录。它找到了水曾经存在的痕迹,测得了第一份火星气温-海拔数据,探索了重要的撞击坑,还送回了超过20万张照片。

它最终停下脚步的地方,是坚忍撞击坑边缘的毅力谷。希望会有一天,会有一双人类的手拂去灰尘,让它重见天日。那一天我们将终于能告诉它,火星的旅途并未结束,只是刚刚开始。

最后,一幅改写的漫画:

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化石骨架化身机器人,它还在跑步机上走了两步

本文来自窗敲雨的微信个人公众号“酷炫科学”,首发于果壳网的微信公众号,未经许可不得进行商业转载

如何了解一种动物的运动姿势?科学家可以把它们带进实验室,让它们在跑步机上行走,然后直接进行观察。

那如果是活在上亿年前、只剩下化石的古生物呢?面对一副不会动的骨架,我们怎么知道它活着时究竟是肚皮贴地,还是用四肢撑起身体,怎么知道它的四肢如何摆动?

这一次,就让复刻版机器人替它走跑步机吧!

这只只有骨架的机器动物名叫“OroBOT”,它的原型Orobates pabsti生活在二叠纪早期(大约是2.9亿年前),那时脊椎动物登上陆地还不是很久。通过28个电机的控制,OroBOT迈开四肢,扭动脊柱,以不同的姿态在跑步机上行走,帮助研究者们推测这种早期陆生动物最有可能采取的行走姿势,从而进一步了解陆生四足动物的演化。

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(Orobates pabsti化石,图片来源:Thomas Martens)

Orobates pabsti不仅年代足够早、有完整的骨骼化石,而且还有对应的足迹化石可以参考,因此它被选为了研究对象。研究者们对化石进行断层扫描,建立了全身骨骼的三维模型。同时,他们还观察了若干种现生动物的行走姿势作为参考。怎么观察呢?依然是要请它们上跑步机,而且这一次同时还要进行x射线透视,把运动中的骨骼看个清楚。

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(一只正在走跑步机的蝾螈,它为本研究提供了参考数据。视频来源:biorob2.epfl.ch)

收集好了参考数据,接下来就要测试各种不同的行走姿势了。这些测试很多都通过计算机模拟进行,但实际让机器人出来走两步依然非常重要:这能帮助研究者更好地验证模拟结果,进一步了解各种走路姿势的能量消耗与平衡性。

在测试了数百种参数组合之后,研究者认为,这种史前四足动物的行走方式比预想的更加“先进”:它们已经能用四肢支撑起身体,并且行走的平衡性和能量效率也不错。也就是说,史前四足动物们可能在比科学家预想更早的时期就已经掌握了高效的行走方式。

如果你想感受一下以不同姿势行走的Orobates pabsti,还可以访问研究者建立的网站:https://biorob2.epfl.ch/pages/Orobates_interactive/

原论文:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0851-2

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今日新知:在紫外光下,这种小动物会变成亮眼的粉红色

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2017年5月的一个夜晚,生物学家John Martin正在他的后院里打着紫外光手电四处观察。他原本是想用紫外光看一看地衣,但却被一只偶然路过的小家伙吸引了目光——这是一只滑翔而过的美洲飞鼠(Glaucomys volans),在紫外光的照射下,它变成了格外亮眼的粉红色。

在普通的光线下,这些啮齿类小动物的皮毛并没有那么惊艳。它们的背部是深浅不一的棕灰色,肚子的一面则是浅浅的乳白色。在此之前,没有人注意过它们在紫外光下是什么样子,而这亮眼的粉红色荧光迅速引起了研究者们的兴趣。

这会是普遍存在的现象吗?研究者们通过野外观察和自然博物馆里的标本展开了进一步调查。结果显示,美洲飞鼠属(Glaucomys)所有现存的三个物种确实都存在这种粉红色的荧光现象。虽然荧光强度有所不同,但一百余个标本基本每一个都在紫外光下显示出了粉红色,无论雄性还是雌性个体都是如此,在野外观察到的5个个体也有同样的荧光。

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(这是其中的一个标本,左边是可见光下的照片,右边是395nm紫外光下的样子。图片来源:Allison M. Kohler et al)

这些亮粉色的荧光对飞鼠而言有什么用吗?现在这一点还没人知道。它或许是某种视觉信号,也可能只是凑巧出现的现象。不过真是一种很神奇的隐藏颜色呢……

最近这个意外的发现发表在了Journal of Mammalogy上,相关论文见:https://academic.oup.com/jmammal/advance-article-abstract/doi/10.1093/jmammal/gyy177/5299493?redirectedFrom=fulltext

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无糖食品里的“糖醇”,到底是个什么东西?

随着公众健康意识的提高和营养常识的普及,“吃糖过多不利健康”的观念深入人心,“少糖”成了健康饮食的基本原则之一。“无糖食品”,也就成了健康饮食的一大方向。不过喜欢“甜蜜”是人类天生的口味偏好。很多人在口头上大谈健康,而在行动上却选择甜味。

做出“无糖食品”并不难,但“无糖而甜”才是消费者真正的需求。

十九世纪末糖精面世以来,“有甜味而不是糖”的甜味剂就一直在批判和质疑中默默地赢得更多的拥趸。一百多年的发展,市场上有了很多种甜味剂——有合成的,有天然的;有甜度极高的,也有价格便宜量又足的;有“甜味纯正的”,也有“后味发苦”的……

图片来自pixabay

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对于饮料类食品,这些“高甜度、无热量”的甜味剂取得了巨大成功。但是在月饼等烘焙食品中,它们的空间就很有限。原因在于,糖在这些食品中的作用并不仅仅是提供甜味,还负责结合水分、增加稠度、甚至与氨基酸发生美拉德反应等等。高甜度甜味剂只能解决甜的问题,而对这些作用无能为力。如果使用它们,这些食品的口感就会大大受影响。

近几年“无糖月饼”越来越多,而味道和口感似乎没有受到太大影响。从配料表和营养标签上可以看出,它们的确不含糖,而出现了诸如“麦芽糖醇”的东西。

这个麦芽糖醇,到底是什么东西呢?

在化学上,“糖”是指“多羟基的醛或者酮”。醛和酮的特征基团是一个羰基,可以机上一个氢原子而变成“醇”。这样来自于糖的“醇”就被称为“糖醇”。麦芽糖醇就是麦芽糖加氢还原而得到。在生产中,它是把淀粉水解成麦芽糖浆,然后在催化剂的作用下与氢气反应,就得到了麦芽糖醇。

催化加氢是个“化学反应”,所以糖醇跟传统的“天然产物”就有了不同的出身;但它们毕竟来源于淀粉,跟糖精、阿斯巴甜、甜蜜素等纯粹的“化学合成产物”也有明显的不同。如果非要给它们“天然”还是“合成”的标签,也就会争得不可开交。

麦芽糖醇有甜味,比麦芽糖还要甜一些,不过不如蔗糖那么甜。糖对健康的不利影响,主要源于消化吸收之后引发的胰岛素变化等一系列生理反应。麦芽糖醇被吸收的比例很低,对血糖的影响比蔗糖要小得多,所以美国糖尿病协会指出,糖醇食品对于控制血糖是有利的。它们也不会被口腔中细菌所发酵,也就不会导致龋齿。

除了消化吸收率低,被吸收的糖醇在代谢之后产生的热量也比相同量或者相同甜度的糖要低得多。中国的国家标准规定,糖醇的热量值按“10千焦/克”来计算——这个热量值,稍高于纤维“8千焦/克”,大大低于糖和淀粉的“17千焦/克”。而比较特殊的赤藓糖醇,则是按照0热量来计算。跟糖相比,糖醇在满足人们的口腹之欲时,对于控制体重就会友好一些。

虽然已经不是糖,但是在食物中,它还是能有保水、增稠和填充的作用。这些特性,使得糖醇可以在糕点、冰激凌之类的食品很好地代替糖。

需要强调的是,糖醇并不像其他的那些高效甜味剂一样“无热量”。因为甜度不高,它们在食品中的用量比较大,产生的热量也还是不可忽略的。换句话说,它们在热量和影响血糖方面,只是“比蔗糖要好很多”,而不是“没有影响”。此外,大量食用糖醇可能导致腹泻——好在这个“大量”的数值也确实有点大,对于成年人大约是每天90克麦芽糖醇。正常情况下,人们可能也不会吃到这么多。

麦芽糖醇只是糖醇的一种。把不同的糖加氢还原,可以得到不同的糖醇,现在常用的还有木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇等等。跟麦芽糖醇一样,它们不会导致龋齿、对血糖的影响很小、相同甜度下热量比糖要少得多,摄入量过高可能导致腹泻。不过不同的糖醇在具体特性上有所不同,比如木糖醇的甜度比蔗糖还要高一些,而“安全摄入量”要低一些,成人推荐控制量是每天50克,而儿童是每天20克——这个量也不算少,但如果不加节制的吃,也还是可能超过的。

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像天堂鸟这么美,竟是为了勾引小鸟

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人类是个特别有想象力的物种,长于在不同事物之间建立起联系,而这世界上最常见、生物量最大的植物就成了建立联系的核心群体。这些联系不仅仅体现在形态上、用途上,更是在相关的命名和寓意上。从中国婚床上(红)枣(花)生桂(圆)(莲)子,到圣餐中的葡萄酒和面包,莫不如此。今天我们要跟大家聊的鹤望兰,就是这样一种植物。

鹤望兰,又名天堂鸟。图片:Adán Sánchez de Pedro / Flickr

鹤望兰,又名天堂鸟。图片:Adán Sánchez de Pedro / Flickr

天堂鸟之名

鹤望兰的拉丁学名跟它们的形状和产地都没有关系,大概是探险家为了给英王乔治三世拍马屁而取的。鹤望兰(Strelitzia reginae)的拉丁属名Strelitzia,就来自于他的皇后夏洛特之名(Mecklenburgh-Strelitz)。这种植物在1773年由英国植物学家约瑟夫·班克斯爵士引入英国皇家植物园(邱园,Kew Garden)之后,奇异的花朵就吸引了公众的目光,并从此开始了巡游世界的探索之旅。当然,爱屋及乌的夏洛特皇后也确实对邱园多加照顾,并且得了个植物学皇后的美誉。

远观犹如顶着炫目头冠的鸟头。图片:Brocken Inaglory / Wikipedia

远观犹如顶着炫目头冠的鸟头。图片:Brocken Inaglory / Wikipedia

要说这约瑟夫班克斯爵士真是有眼光,就是看准了皇室对于植物的喜爱,以至于后来引入英国的很多植物都跟这位爵士有关。

顺便水一句,王莲属的拉丁名,Vitoria,就是来自维多利亚女王的名字。当年把王莲引入英国的过程却极为复杂,虽然这种植物有够大够圆的种子,但是带回英国的种子总是不能好好生长。植物学家们冥思苦想之后才发现,这种子就像鱼儿一样不能离开水,离开水就会死,真是奇异的种子。1849年2月,保存在清水中的王莲种子才终于顺利抵达了英国。

想见到这一朵王莲也并不容易。图片:Johnsonwang6688 / Wikipedia

想见到这一朵王莲也并不容易。图片:Johnsonwang6688 / Wikipedia

这些看似邀功的做法,其实在某种程度上确实促进了英国植物学的极大发展,大大促进了植物生理学、植物生态学的发展,并且为英国在全球开辟茶叶种植园、咖啡种植园和橡胶种植园做好了理论准备。

奇花配奇鸟

世界上现存的4种鹤望兰,个头和花朵颜色各有不同,但是它们花朵的基本形态是一致。那个像鸟头(尤其像东非冠鹤的头)一样的结构其实并不是一朵单独的花——鸟嘴模样的绿色部位是花序总苞,它负责保护所有幼嫩花朵的安全;蓝色鸟眼睛模样的东西才是鹤望兰的花瓣;至于说那明黄色的漂亮头冠,则是没有脱落的花萼。这些特殊的结构,其实是鹤望兰适应动物的特殊结构。

鹤望兰的结构非常精巧。图片:Pixabay

鹤望兰的结构非常精巧。图片:Pixabay

相信很多朋友第一眼看到鹤望兰花序的时候都会想,这些怪模怪样的花朵是不是跟鸟有关系?难道这些花朵可以通过模拟形态来吸引其他鸟类?

远远看来,从中似乎有一只振翅欲飞的鸟。图片:Cliff / Flickr

远远看来,从中似乎有一只振翅欲飞的鸟。图片:Cliff / Flickr

吸引鸟类不假,但吸引的并不是鹤,这些花朵吸引的是一种叫南非织雀(Ploceus capensis)的小鸟,听名字就知道这些小鸟的特殊技能是擅长在树上编织出鸟巢。不过鹤望兰跟这些小鸟的建筑工作并没有直接联系,花朵其实是这些小鸟的食堂。

南非织雀和它的巢。图片:Jurgen and Christine Sohns

南非织雀和它的巢。图片:Jurgen and Christine Sohns

但是小鸟想吃到一口舒心的美食并不容易,因为花蜜藏在了花瓣深处。如果不用正确的姿势和角度插入嘴巴,是无法获取花蜜的。这个时候,吃花蜜的织布雀会摆出一个精妙的姿势:它们的爪子会紧紧抓住鹤望兰的蓝色花瓣,用力再用力。然后,在吸到花蜜的那一刻,花瓣裂片也被推向两侧,里面的花粉奔涌而出,一起“喷”到织布雀的爪子上。

蓝色花瓣细节。图片:Hansueli Krapf / Wikipedia

蓝色花瓣细节。图片:Hansueli Krapf / Wikipedia

双脚沾满了生殖信息——花粉的织雀再一次进餐的时候,会再一次推倒另外一朵花,花粉则会落在花瓣先端那个黏糊糊的柱头之上。就此,鹤望兰满意地享受了织布雀的工作,付出的工钱则是花蜜。

更有意思的是,释放花粉的部位和存放花粉的部位配合的简直天衣无缝。让来吃蜜的南非织雀根本不用挪动身体,就可以享受这顿花蜜大餐。

这鹤望兰的服务意识为啥这么强呢?

其实,这是一种避免自花授粉的有效机制。如果织布雀在花上扭来扭去,被压出来的花粉就有可能碰到这朵花的柱头,产生不必要的自花授粉,不仅可能降低种子质量,还有可能浪费花粉和胚珠。而鹤望兰的这个特殊被推倒姿势,在很大程度上避免了自花授粉,再加上鹤望兰一个花序上的花朵是次序开放的,又能在很大程度上避免同株异花授粉,可以说机关算尽,只为提高后代的质量。

一丛开放的鹤望兰。图片:VisionsPictures

一丛开放的鹤望兰。图片:VisionsPictures

如此有情色感的花朵,竟然是在全心全意为了自己的后代而努力,这也是让人想不到的吧。

如此奇特的传粉行为,虽然保证了鹤望兰花粉和胚珠的高效使用,但这也同时带来了一个大麻烦——特化传粉系统需要特定的花朵和传粉动物之间的配合。如果植物搬了家,或者因为其他原因丧失了传粉动物,就不会产生种子了。中国种植的旅人蕉之所以不会结果,就是因为我们缺乏为旅人蕉传播花粉的动物——领狐猴。

旅人蕉。图片:Wouter Hagens / Wikipedia

旅人蕉。图片:Wouter Hagens / Wikipedia

领狐猴。图片:Rvb / Wikipedia

领狐猴。图片:Rvb / Wikipedia

谁是新的服务员

就在不久之前,科学家观察到,在美国的加利福尼亚,竟然有大片的鹤望兰结出了果实,有些结果率甚至超过了80%。

通过观察发现,黄喉地莺(Geothlypis trichas)可以帮助鹤望兰传播花粉,这种小鸟完全承担起了南非织雀的工作。它们在鹤望兰花朵上的行为与南非织雀如出一辙。这个发现对于植物迁地保护具有重要意义。

新一任的服务员也是可爱的小肥啾。图片:Scott Leslie

新一任的服务员也是可爱的小肥啾。图片:Scott Leslie

所谓的迁地保护,就是人为地拓展珍稀濒危植物的生存区域。然而,在新的地方种活植物只是最基本的需求,更重要的是让它们能够自主地繁衍下去。对植物来说,找到合适的传粉动物就成为了重要环节。这也促使我们对相关的迁地保护地点做更精细的筛选。让迁地保护真正具有意义。

小小的鹤望兰,承载的却是大故事,不仅仅是与动物之间的故事,也是与人类之间的故事,更是与自然界的故事。至于这个故事如何续写,还要看人类对自然的理解程度了。

小贱贱死侍的癌症是咋治好的?

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每年的2月4号是“世界癌症日”,旨在提高公众认识,促进癌症的预防和治疗。大凡纪念日都要有亲民代言人,2016年的世界癌症日代言人是个喜欢摆出妖娆姿势的癌症患者韦德·威尔逊(Wade Wilson),江湖名号“死侍”。短视频中,他斜坐在台球桌上,提醒大家对睾丸和乳腺自我检查,介绍的自检姿势还挺像回事。但他手里捏着两个台球转啊转的,很分散人注意力,镜像神经元比较强的观众可能会有莫名其妙的隐痛感。

图片来源:20th Century Fox UK/youtube

图片来源:20th Century Fox UK/youtube

死侍的人生就是一个又一个的爆款标题,2016年他是“癌症患者进黑诊所被毁容,出院变医闹追杀主治医生”,2018/2019年他则是“癌症患者嘴贱入狱,基友穿越时空劫法场”。癌症是他甩不掉的一个tag,甚至连星座都自称是巨蟹座(英文里“癌症”和“巨蟹”是同一个词“cancer”,因为肿瘤周围蜿蜒的血管犹如螃蟹的足部)。

死侍来自加拿大,他是个不高尚的人,道德模糊的人,绝对不可能脱离低级趣味的人,但从提高癌症公众意识方面来说,或许尚可算是个有益于人民的人?他甚至还参与过粉红色制服义卖呢。

图片来源:omaze.com

图片来源:omaze.com

来谈谈死侍的癌症。虽然电影中没有明说他患的是什么癌症,但发现时就是晚期,并已发生多处转移。正规医院无能为力,求医心切的他被骗去黑诊所当试验品。那个诊所的黑科技曾造就了拥有超强再生能力和无数件老头背心的金刚狼。

???图片来源:电影《金刚狼》

???图片来源:电影《金刚狼》

死侍在黑诊所被搞得很惨,所谓的癌症治疗,其实是把他当成个诺基亚手机进行各种压力测试,试图利用极端情况诱导出X基因突变来产生超能力。为了电影发展,死侍不负众望地基因突变了,他获得了“愈合因子”,身体再生能力无穷增强,即使被炸成渣渣也能满血复活。

其实这种再生能力不完全是幻想:2013年,哈佛大学的研究者曾发现名为Lin28a的基因在小鼠中有促进再生的作用,该基因表达时,小鼠耳朵上打的洞能迅速痊愈,甚至剪掉的脚趾都能再生。不出意料,媒体将这个基因称呼为“金刚狼基因”。

有了这种再生的超能力,死侍的癌症也得到了控制,从此他快意江湖,手持利刃,醉里挑灯看银剑。不幸的是样貌和性格都变得跟一堆奖券似的,任谁看到都想不停抽他。

“小贱贱”由此诞生。图片来源:电影《死侍》

“小贱贱”由此诞生。图片来源:电影《死侍》

等下,再说一遍?

“有了这种再生的超能力,死侍的癌症也得到了控制”

……

暂停。

癌症是什么?癌症是一些细胞不听周围细胞和环境的信号,一个劲儿地傻长。这种情况下,癌症好比是乱搭乱建的违章建筑,如果再生能力还给他可劲儿地添砖加瓦,死侍大概会分分钟爆体而亡吧。这说明,愈合因子并不只是单纯地促进细胞再生。

漫画中曾经提到,死侍的愈合因子是为他度身定制,专门针对他的癌症设计的,可以促成新细胞生成,取代癌症杀死的细胞——问题是,大多数癌症都不是退行性疾病,癌症的常见致死原因包括合并感染、营养耗竭、器官损伤、代谢异常等,如果愈合因子只是消极替代被癌症伤害的细胞而不对肿瘤本身进行处理,那么死侍的癌症还是会让他很病娇。好比有恶势力打砸抢,如果对策只是给受害群众补贴而不去处理恶势力,终有一天他们会炸桥截路,耗尽资源。

而且,死侍曾被打得千疮百孔,挤成粑粑,肉身几乎经历过中国各大菜系的制备过程,他的癌症还是不见不散,说明这可能不是由体细胞突变导致的癌症,而是天生基因组有缺陷,就像让安吉丽娜·朱莉去切除乳腺的那种情况。如果是这样,那么加快细胞生长更加救不了他。

图片来源:电影《死侍》

图片来源:电影《死侍》

这么看来,死侍虽然嘴巴敞,但有些秘密还是没有说,或者是他自己都不知道。他体内的愈合因子,不仅仅是促进细胞再生这么简单,或许,还有类似于新型免疫疗法的黑科技存在。鉴于死侍并没有随身带药瓶嗑药,那么这可能不是小分子抑制剂,而是某种长效基因疗法,比如说嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)。

CAR-T疗法首先把人体的免疫T细胞抽取到体外做基因改造,让它能瞄准癌组织的特定抗原,再将其扩增后回输到患者体内,让它们有针对性地追杀癌细胞。就像拉一队警察出来集训,给他们身上纹上通缉犯的头像,让他们一个变两两个变四,然后把他们送回案发地,对通缉犯穷追不舍,展开凶猛而精确的巷战。2017年,FDA接连批准了两款CAR-T细胞疗法,用于治疗病情复发、化疗和手术效果不佳的患者。这类药物在液体肿瘤中效果甚佳,在固态肿瘤中的应用也正在开发。有人认为,基于免疫系统的疗法是最有可能“真正治愈”癌症的技术,而不仅仅是延长患者生存期。

英国小女孩Layla Richards是CAR-T疗法的第一个受益人。图片来源:Great Ormond Street Hospital/Reuters

英国小女孩Layla Richards是CAR-T疗法的第一个受益人。图片来源:Great Ormond Street Hospital/Reuters

死侍身怀的愈合因子,可能就是超强再生能力加上类似于CAR-T这样披盔戴甲的增强免疫系统。平时免疫系统在死侍体内杀灭癌细胞,同时再生能力修修补补,但因为基因缺陷,癌症除之不尽,加上再生能力也能促进癌细胞生长,所以免疫系统和死侍的癌症是处于动态平衡中,犹如死侍的道德观,游走于光暗之间,立足于混乱中立。

如果平衡被打破,下图的斯库鲁人就是下场:斯库鲁人偷取了死侍的愈合因子来改造健康特种兵,但因为他们没有癌症,免疫系统大概也和地球人不同,于是体内只有油门没有刹车,愈合因子造成组织过量生长,反而导致了癌症,产出一大群花菜外星人。

图片来源:Marvel Comics

图片来源:Marvel Comics

总而言之,以死侍为鉴,癌症早期筛查了解一下,新型免疫治疗了解一下,不是每个人都有那个红色鳄梨的好运气的。 (编辑:odette)

参考资料

Ng Shyh-Chang et al., Lin28 Enhances Tissue Repair by Reprogramming Cellular Metabolism, Cell, 2013,https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.09.059

消泡、放糖、豆花:关于豆浆豆腐的三个问题

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豆浆豆花都是大有人气的大豆制品,没有喝过豆浆吃过豆花的中国人大概很少,但即使如此,人们对关于这些食品的常识还很欠缺。下面这三个问题,就是有时候会听到的疑惑。

豆浆里的“散泡止沸剂”是什么?有害吗?

做豆腐时,人们会添加一种叫“散泡止沸剂”的东西。有些人就会问,这种添加剂对人体有害吗?这也符合广告人民群众对食品添加剂的抵触和抗拒心理。所谓的“散泡止沸剂”并不是一个规范的名称,而是“望文生义”的生活名词。其实,在食品行业里,它的规范名称就是“消泡剂”。消泡剂不是一种物质,而是各种能够消除泡沫或者抑制泡沫产生的的物质。也就是说,泛泛地说“消泡剂”是否对人体有害,是没有意义的。

做豆腐的过程中有一步是熬煮豆浆。豆浆中有大量蛋白质,还有一些皂苷。它们都具有表面活性,在加热搅拌的过程中能够形成大量泡沫。豆浆中含有相当多的蛋白酶抑制剂。如果没有失去活性,就会抑制蛋白酶的活性,影响人体对蛋白质的消化吸收,而皂苷具有苦涩味,含量较高的话会导致恶心呕吐。大量泡沫形成的温度大概只有七八十度,这个温度不足以让蛋白酶抑制剂和皂苷失去活性。如果不消泡,大量泡沫的产生会让温度难以继续升高。所以,消泡是一个难以避免的操作。

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泡沫的产生过程,就是具有表面活性的分子,比如蛋白和皂苷,吸附到空气和水的表面,降低了表面张力,使得空气和水的界面(即泡沫)能够稳定存在。不过,降低表面张力只是水气界面稳定存在的必要条件,而不是充分条件。这些泡沫要稳定存在,还需要水气界面上的表面活性分子分布均匀,界面上的流变学性质稳定均一。消泡剂的作用通常是破坏泡沫表面的“局部”结构,表面张力和表面流变学性质在局部位置发生突然改变,使得泡沫液体层中形成很大的液体流动,从而失去稳定性而破裂。

能够消泡的物质很多,消泡能力各不相同。在民间,人们用植物油来消泡,效率不高但也能达到目标。在现代生产中,有很多被批准作为食品添加剂使用的表面活性剂,安全性也不成问题。当然,市场上还存在着各种“工业消泡剂”,比如用于处理废水的消泡剂,那就存在安全风险,不能用于豆浆止沸了。

每天喝豆浆放多少糖最好?

这个问题的答案,取决于“最好”是什么意思。

如果“最好”是指“最好喝”,那么完全取决于自己的口味偏好。有的人喜欢很甜,有的人喜欢“微甜”,不存在一个普适的“最好”的量。如果从统计角度来说,大多数人喜欢的甜度大致在10%的蔗糖——也就是说,一杯200毫升的豆浆,需要20克左右的糖。

对于现代人,糖是不健康饮食的主要因素之一。世卫组织建议的糖控制量是成年人每天不超过50克(最好控制到25克以内)。为了喝一杯豆浆而摄入20克糖,实在是有点多了。如果从健康角度出发,那么不放糖才是“最好”的。

不过对于大多数人来说,“原生态”的豆浆口味并不容易被接受。“好吃”也是食物的一个重要方面,如果强求“无糖”去强迫自己喝“不好喝”的豆浆,也不是一件愉快的事情。如果因为“加糖不好”而干脆连豆浆也不喝了,也就无法获得豆浆的营养,总体上说也不见得“最好”。

解决这个矛盾有两种方式:

一、在“口味”和“健康”之间寻找一个自己的“平衡点”,也就是尽量少糖而风味还可以接受。

二、采用一些合适的甜味剂,比如麦芽糖醇、木糖醇等等获得适当的甜味。

多吃豆腐脑对身体好吗?

豆腐脑是豆浆凝固得到的食品,在不同的地区形态稍有不同,也有“豆花”“豆腐花”“老豆腐”等不同的称呼。总体而言,都是在豆浆中加入凝固剂形成的凝胶。豆腐脑的“老嫩”取决于豆浆的浓度和凝固剂的用量,越“嫩”的含水量越高。一般而言,北方所说的“豆腐脑”含水量更高,用筷子夹不起来,只能用勺吃,而南方的豆花更为成型,能用筷子夹起来吃。

图片来自Wikipedia

图片来自Wikipedia

豆腐脑的主要成分是水,含量能到90%甚至95%以上。营养成分中含量最高的是蛋白质以及大豆油,也有多种矿物质和维生素。不加调料的豆腐脑相当于豆浆外加一点钙镁凝固剂。因为极高的含水量,一碗豆腐脑中其实没有多少营养成分。虽然是凝胶状,但比起相同重量的牛奶来,营养物质还要少一些。不过,如果不考虑水,只考虑其中的营养物质,那么豆腐脑中主要是蛋白质和不饱和脂肪,而牛奶中除了蛋白质和饱和脂肪,还有大量的乳糖,相对来说,豆腐脑又要稍微“优越”一些。不过豆腐脑中的钙含量远远低于牛奶,对于补钙而言又是牛奶完胜。

需要注意的是,这里说的是不加调料的豆腐脑。通常情况下,吃豆腐脑都需要加入卤或者糖。糖是健康饮食中需要控制摄入的营养成分,而卤中含有大量的盐,也是需要控制摄入的成分。所以,不管是咸味还是甜味,都增加了豆腐脑的“不健康成分”。

总体而言,豆腐脑还是一种很好的食物。其实“多吃”也多不到哪里去,哪怕每天吃一碗(通常一碗大致在200毫升左右),不管是“营养成分”还是盐/糖这些“不健康成分”,量都不多,对于身体的影响也就有限。