来源:科学世界

  从20多年前的草莓激素使女童性早熟,到后来的促使黄瓜顶花带刺的激素会影响人生育,再到膨大剂使西瓜爆炸。有关植物激素的流言从来就没有停止过。究竟什么是植物激素?它会对我们的健康产生怎样的影响?

  植物激素的真身

  植物激素并不是近年来才被人工制造出的新农药,严格地说,它专指植物体自身合成的调节生长发育的化学物质,广泛存在于植物体内。从1872年波兰园艺学家西斯勒克(Ciesielski)发现生长素开始,人们陆续发现了细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯共五大类植物激素。从20世纪20年代开始,研究人员从生长素开始逐步了解了植物激素的化学结构,并对它们在生物体内的活性也有了越来越清晰的认识。比如,生长素可以促进细胞伸长,细胞分裂素可以促进细胞分裂,而乙烯则可以促进果实成熟等。随着研究的深入,人们开始尝试将植物激素应用到农业生产中去。

  不过,植物体内的植物激素含量很低,用3吨花椰菜才能提取出3毫克的吲哚乙酸(一种生长素),所以人们开始尝试合成具有类似结构的化学物质。这些人工合成的化学物质,也起到了类似植物生长激素的作用,能刺激植物的生长发育。这类人工合成的物质被称为植物生长调节剂。

  当然,也有一些植物生长调节剂最初是被当做除草剂等农药来使用的,后来,人们发现这些化学物质在低浓度时可以促进植物的生长,从而纳入到植物生长调节剂的家族中来了。

  植物激素不会让人性早熟

  虽然植物激素在催进植物生长过程中发挥着神奇的作用,但是草莓激素使女童性早熟,以及顶花带刺的避孕药黄瓜都是些无稽之谈,因为植物激素和动物激素是完全不搭界的两类物质。植物激素是植物体内的一些小分子信号物质,也就是说,它们只在植物体内起传递生长发育信息的作用,而不会参与到细胞的实际“建设”工作中去。

  当这些信号与植物细胞膜上的接收装置(如接收乙烯信号的ETR1蛋白)结合时,这些细胞就会进行相应的代谢生长和生理活动。需要注意的是,人体的细胞膜上,没有接收这些信号分子的装置,自然也就不会做出应答了。

  现在看来,植物产生的内源植物激素对人类是安全的。在人类食用植物的上万年历史中,没有因为植物激素而造成伤害。虽然细胞分裂素具有类似嘌呤的结构,对构成核酸的碱基有潜在影响,但是到目前为止,还没有因为接触细胞分裂素而造成基因突变的证据。另外,像乙烯这样的物质,还可以清除致癌物质。

  并且,作为植物生长发育的重要信号,植物本身也会严格调控植物激素的浓度和分布,这关乎植物正常的生长和繁殖。植物体内存在保持此类物质平衡的机制,当含量过高时,植物本身也可以对它们进行降解处理。

  至于具有类似结构的人工合成的植物生长调节剂,同内源植物激素一样,也不会给人体细胞下达生长发育的命令。当然,这类物质可能存在一定的毒性,比如对呼吸道或者消化道黏膜的刺激性作用。不过,目前来看,只要在限量的范围内使用,植物生长调节剂并不会影响人体健康。

  植物激素并非洪水猛兽,只要加强对植物生长 调节剂的生产质量和使用的监管力度,使植物 激素的使用更加规范和安全,就能为人类餐桌 贡献出数量更多、品质更高的蔬果。

  植物激素使水果不香不甜吗?

  使用植物激素确实有可能影响到水果的品质,比如使用乙烯利催熟,就是加速了果实的成熟过程。其实,果实的成熟过程中,要不断地积累一些单糖、醇、醛、酸、酯等风味物质,这些物质的存在才让我们感受到了水果的香甜。人为地加速成熟过程,势必会缩短这些物质的积累时间,降低它们的浓度,最终的结果就是我们吃到的香蕉、菠萝都不够香甜了。

  话说回来,要是我们真的让这些水果自然成熟,再运到千里之外的市场,那我们就只能吃“果酱”了。

  植物激素并非只会降低水果的品质,它们有时还能让水果变得更香更甜。比如,在葡萄开花早期施用赤霉素,可以使果粒更大,果皮更薄,糖含量也更高,从而提高品质。另外,对桃树施用脱落酸(ABA)也可以增加果实中的糖含量。植物激素是个很复杂的调控网络,它们中间有促使果实生长的生长素和赤霉素,有促进果实衰老的乙烯和脱落酸,如果单独施用的话,很难达到预期的效果。

  能辨认出

  使用植物激素的蔬果吗?

  人们一般很难从外观上辨别出蔬果是否使用了植物激素。不过,可以凭经验从一些反常的果蔬现象或反季节上市的果蔬中作出推测。如香蕉、西红柿等一般会提前采摘,以利于长途运输和贮藏,进入市场时会用乙烯利处理催熟。催熟的果实和自然成熟的果实相比,硬度、色泽等不均匀,有时果皮上会遗留有异味。过量使用人工调节剂的果蔬往往在形态上会发生变异,比正常的果蔬“体态”丰满,如经过激素处理的豆芽,庞大无根并且容易腐烂。有时果农会在草莓果上使用一种调节剂,以增加果实的鲜亮度。

  在果园中,一般情况下果实不会同步成熟,也就是说,我们看到的果树上会同时挂着成熟的(红色或黄色)和未成熟(绿色)的果实。有时为了便于生产管理,人们可能会施行人工催熟。当然,如果利用仪器,我们能很容易地检测出残留的植物生长调节剂,实验室的质谱仪、色谱仪都可以给出明确的答案。在这些仪器中,不同的化学物质都有独特的信号波形。如果样品中存在植物生长调节剂,我们就很容易发现。

  合理使用植物激素

  我们目前广泛使用的植物生长调节剂几乎都是无毒或者低毒的,它们经过了一定的毒理实验,才进入到实用阶段。并且,植物生长调节剂在植物体内以及自然条件下都会发生降解,比如用浓度为30毫克/千克的氯吡脲浸泡幼果,30天后在西瓜中的残留浓度低于0.005毫克/千克,远远低于国家规定的残留标准0.01毫克/千克。

  当然,对于一些毒性较高的调节剂,都有明确的使用范围和用量要求,只要按照这些要求使用,能够保证安全性。

  一些专家也有这样的担心——有些种植者由于缺乏科学知识,为了促进果蔬生长而盲目超量使用植物生长调节剂。这就需要让种植者明白,适量的植物生长调节剂(如2,4-D)可以促进植物生长,但一旦超量就会起到反作用,变成杀死一切绿色植物的除草剂了。

  我们更需要注意的是,那些在植物生长调节剂人工合成过程中掺杂进入的化学物质。这些化学物质可能对人体的伤害更大。这就像我们吃的糖和盐本身是无毒的,但是在生产过程中可能会掺杂一些有害物质进来,这样就突显出监管的重要性。

  另外,一些使用生长调节剂分解产生的残留物质,可能存在一定的毒性。比如,乙烯利释放出乙烯后剩余的残基,对这类物质的研究和评估仍然十分匮乏。


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