香蕉背后的科學(xué)
我是斜杠青年,一個(gè)被前沿科學(xué)耽誤掙錢的“雜食性”學(xué)者!
香蕉受到全世界人們的喜愛,但它們會(huì)滅絕嗎?吃太多會(huì)影響健康嗎?香蕉皮真的那么滑嗎?
世界各地的人們都喜歡香蕉,事實(shí)上,全球每年生產(chǎn)約100兆噸。(來自世界農(nóng)業(yè)組織的數(shù)據(jù))
因此,你可能聽說過一些關(guān)于香蕉的有趣神話和謠言,就像它們都是彼此的克隆人,有一種致命的香蕉疾病威脅著它們的繼續(xù)存在。
讓我們剝開它的皮膚,以科學(xué)的視角剖析它的內(nèi)在。

這聽起來是假的,但香蕉是Musa屬不同開花植物物種的漿果,原產(chǎn)于熱帶東南亞。
有1000多個(gè)品種,但由于基因突變產(chǎn)生了我們今天喜歡的無籽水果,我們可以吃栽培品種。
但這些香蕉是單性半肉質(zhì)的,這意味著果實(shí)在沒有種子發(fā)育、授粉和施肥的情況下生長。這意味著它們是無菌的,因此,你可以克隆很多香蕉。
香蕉植物產(chǎn)生“吸盤”——從莖上生長出來的芽——可以被切斷并種植成相同的水果生產(chǎn)植物。
不幸的是,這意味著植物之間的遺傳多樣性很小,因此這使得它們極易受到疾病爆發(fā)的影響。
栽培的香蕉品種容易患病
直到20世紀(jì)50年代,格羅斯·米歇爾的香蕉品種一直是商業(yè)香蕉種植園中最受歡迎的香蕉品種。但一種名為Fusarium wilt或巴拿馬病的真菌疾病幾乎消滅了它們。
它是由一種名為氧化孢子鐮刀菌f. sp. 立方體的土壤病原體引起的,它感染了根系和血管系統(tǒng),使它們無法運(yùn)輸必需的水和營養(yǎng)素。
這種疾病的傳播迫使香蕉行業(yè)轉(zhuǎn)向種植我們今天看到的抗鐮刀卡文迪什品種?,F(xiàn)在,它們主宰了市場——約占全球香蕉產(chǎn)量的50%,約占出口的95%。

但由于出現(xiàn)了一種名為熱帶種族4的極具毒性的鐮刀菌株,卡文迪什很容易像格羅斯·米歇爾一樣。
20世紀(jì)90年代首次在東南亞發(fā)現(xiàn)該菌株,此后已蔓延到澳大利亞、東亞、非洲和最近的南美洲。
正在采取什么措施來拯救香蕉?
不幸的是,一旦真菌在一個(gè)地區(qū)建立起來,它就無法通過化學(xué)或物理手段去除,并且可以在土壤中存活30多年。保護(hù)香蕉的唯一方法是防止真菌傳播,或開發(fā)抗性香蕉品種。
科學(xué)家正在改進(jìn)診斷工具,以定位TR4,并正在使用育種和基因工程來嘗試創(chuàng)造耐藥品種。一種方法讓科學(xué)家從其他植物物種中引入抗真菌基因,而在另一個(gè)項(xiàng)目中,野生香蕉Musa acuminata malaccensis(意大利語)的耐藥基因已被引入卡文迪什品種中。
最近發(fā)表在PLOS One上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),科學(xué)家可以通過給卡文迪什香蕉接種一種名為Race 1的非毒的鐮刀菌株來誘導(dǎo)耐藥性。
為什么香蕉會(huì)讓其他水果成熟得更快?
你有沒有想過為什么把你的棕色香蕉放在綠色香蕉和其他水果旁邊會(huì)讓它們成熟得更快?
之所以發(fā)生這種情況,是因?yàn)橄憬妒且环N被稱為陳年期水果——其中還包括梨和鱷梨——在采摘后繼續(xù)成熟。
當(dāng)接觸一種叫做乙烯(C2H4)的植物激素時(shí),這些水果開始成熟,這啟動(dòng)了這個(gè)過程。
通過成熟,作為淀粉儲(chǔ)存的能量——一種不甜的長碳水化合物聚合物——被轉(zhuǎn)化為味道甜美的更簡單的糖。
吃太多香蕉會(huì)影響健康嗎?
你有沒有聽說過吃太多香蕉會(huì)死人,或者至少讓你病得很重?
香蕉是鉀的良好來源,但過多的鉀有時(shí)會(huì)導(dǎo)致一種稱為高鉀血癥的致命疾病。這可能是由腎衰竭、大量飲酒、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)低或過量服用鉀補(bǔ)充劑引起的。
中等香蕉含有約420毫克的鉀,因此你必須在一天內(nèi)吃11個(gè),以滿足4歲以上成人和兒童推薦的每日鉀含量。

鉀攝入量沒有既定的上限,但超過18克的口服劑量可能會(huì)導(dǎo)致高鉀血癥。但是,由于這大約是在短時(shí)間內(nèi)吃掉42根香蕉的量,所以這不太可能發(fā)生。
但是輻射呢?香蕉不是放射性的嗎?
由于存在一種名為鉀-40的特定放射性同位素,這一點(diǎn)非常微小。
放射性同位素不穩(wěn)定,它們會(huì)分解,以輻射的形式釋放能量。鉀-40約占自然界中鉀總量的0.012%,因此吃一根香蕉會(huì)讓你暴露在平均每日背景輻射下暴露的1%左右。
但每天需要吃3500萬根香蕉才能獲得足夠高的輻射,才能致命。
為什么香蕉皮這么滑?
流行文化會(huì)告訴你,香蕉皮是滑盤,但在2012年的一項(xiàng)研究中,北和大學(xué)的日本研究人員通過測(cè)量卡文迪什香蕉皮下的摩擦系數(shù)。發(fā)現(xiàn)香蕉皮的摩擦系數(shù)為0.07。較低的摩擦系數(shù)意味著表面更滑,因此摩擦系數(shù)小于0.1的表面被認(rèn)為是潤滑良好的,就像冰上的冰一樣。
顯微鏡下的進(jìn)一步檢查顯示,香蕉皮內(nèi)襯著許多被稱為多糖卵泡凝膠的粘稠物質(zhì)的微小囊。
當(dāng)果皮被壓碎在腳下時(shí),這些物質(zhì)被釋放出來并結(jié)合在一起,形成一種光滑的溶液,在鞋子和表面之間形成潤滑膜。
這一發(fā)現(xiàn)為該團(tuán)隊(duì)贏得了2014年搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
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