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烏桕

媒體:果殼網(wǎng)自然控  作者:史軍
專業(yè)號(hào):玫瑰留香 2019/10/30 22:01:49

我記住烏桕[jiù](Sapium sebiferum),還是在大學(xué)本科的植物課上。植物分類學(xué)課上的同學(xué)們,經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的訓(xùn)練還遠(yuǎn)遠(yuǎn)摸不著門道。于是大家各辟蹊徑,有的在自己的本子里夾滿了葉片,有的對(duì)著校園里的植物瘋狂拍照,更多的人死記硬背了不同植物出現(xiàn)的位置:生物館門前的是垂絲海棠,四合院門口的是含笑……但是面對(duì)老師的提問(wèn),立馬就會(huì)露出破綻,“含笑和玉蘭的區(qū)別是什么?”呃,總不能回答“它長(zhǎng)在四合院門口”吧。


烏桕的葉子和果實(shí)。圖片:Tatters / Flickr

還好,不是所有的植物都很難記,烏桕就是特別容易識(shí)別的植物。

特立獨(dú)行的菱形葉子

說(shuō)起來(lái),烏桕還是大戟科的成員,只是它沒(méi)有大戟科植物常見(jiàn)的尖刺和毒藥,外觀甚至還有幾分柔美。

烏桕屬植物有120多種,大多數(shù)種類都把家安在了南美洲,分布在我國(guó)的只有9種,在這九種當(dāng)中最容易識(shí)別的就是烏桕了,因?yàn)橹挥兴娜~子是菱形的。


多么具有個(gè)性的葉型。圖片:Zhangzhugang / Wikimedia Commons

單單用葉片來(lái)識(shí)別植物并不是一個(gè)穩(wěn)妥的辦法。相對(duì)于花朵這些承擔(dān)繁殖重任的部位,葉片這些營(yíng)養(yǎng)器官在生長(zhǎng)過(guò)程中有著一定的可塑性,而且不同植物的葉子,可能會(huì)進(jìn)化成相似的樣子。我經(jīng)常用葉子和腿毛作比,就是這個(gè)原因。

不過(guò)在生物世界里惟一的普適原則,就是任何普適原則都有特例,用葉片識(shí)別植物有些時(shí)候是可行的。最典型的例子就是銀杏,葉脈二叉分枝的扇形葉片非它莫屬。而且從兩億年前到現(xiàn)在,銀杏葉子的形狀就沒(méi)變過(guò)。


銀杏是植物里最最最容易鑒定的,不僅葉型獨(dú)特,還是獨(dú)門獨(dú)目獨(dú)科獨(dú)屬獨(dú)種。圖片:Pixabay

至于烏桕,它是“菱形葉片”的代表,大多數(shù)情況下,講到“菱形葉片的植物”,說(shuō)的就是烏桕了。

裝點(diǎn)秋天的變色美人

除了形狀特別,烏桕葉子還有一個(gè)特別的本事,就是變色。在秋季,烏桕葉片會(huì)呈現(xiàn)出亮黃和亮紅的顏色。這是因?yàn)槿~片中大量合成了類胡蘿卜素和花青素。在黃色型烏桕中,類胡蘿卜素的含量有明顯升高,所以顯黃色;而紅色型烏桕中,花色苷合成更為明顯。


秋季變紅的烏桕樹(shù)。圖片:Talko / Wikipedia

這也與我們之前對(duì)葉片變色的認(rèn)識(shí)不同,之前人們認(rèn)為秋天葉片變色是因?yàn)槿~綠素大量降解,露出了被遮蓋的顏色。而越來(lái)越多的研究都顯示,植物在入秋之后會(huì)合成大量類胡蘿卜素和花青素,這些色素可以遮擋一部分陽(yáng)光,避免葉片在低溫強(qiáng)光照條件下受到傷害。所以很多時(shí)候,曬太陽(yáng)的紅葉更顯嬌艷。

在欣賞紅葉的時(shí)候,不要以為都是楓樹(shù)的功勞,還有烏桕、黃櫨[lú]等一眾紅葉樹(shù)種,在裝扮秋天。

白衣如雪,還能開(kāi)車

烏桕的識(shí)別特征不僅有菱形的葉片,還有特別的“白色”種子。注意,烏桕的真正種子不是白色的,而是黑色的。如果我們拿到烏桕種子仔細(xì)觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)白色的部分只是一層蠟質(zhì)外套,用火稍稍烘烤就會(huì)熔化。


開(kāi)裂的烏桕果。露出包裹著白色蠟質(zhì)的種子。圖片:Kware Ji / Wikimedia Commons

實(shí)際上,種子上這層蠟質(zhì),也是烏桕屬植物的一個(gè)分類特征。比如烏桕、圓葉烏桕(S. rotundifolium)、桂林烏桕(S. chihsinianum)、山烏桕(S. discolor)和多果烏桕(S. pleiocarpum),它們的種子都是有蠟質(zhì)外套的;而白木烏桕(S. japonicum)和斑子烏桕(S. atrobadiomaculatum)的種子都是“裸奔”的。這些種子最吸引我們的特征,是它們可以幫助我們“開(kāi)車”。


烏桕果的截面。圖片:朱鑫鑫 / PPBC中國(guó)植物圖像庫(kù)

烏桕種子外層蠟皮榨出的固體脂(vegetable tallow)稱為桕脂,又稱皮油;種子榨出的液體油叫梓油(stillingia oil),又名青油;用整個(gè)種子榨出的混合油叫毛油。一般來(lái)說(shuō),一百公斤的烏桕種子,可以榨取23~25公斤的桕脂,16~18公斤的梓[zǐ]油。

雖然都是來(lái)自烏桕種子,但桕脂和梓油的用途完全不一樣。桕脂的成分主要是棕櫚酸和油酸,這些脂肪酸的熔化溫度比較高,在常溫下處于固體狀態(tài)。傳統(tǒng)上烏桕的桕脂會(huì)用來(lái)制造蠟燭和肥皂,或者一些需要防水的物品的涂層。桕脂還可以用來(lái)生產(chǎn)塑料薄膜、蠟紙、護(hù)膚脂、防銹涂劑、固體酒精和高級(jí)香料附著劑。


去掉表層蠟質(zhì)的烏桕種子。圖片:朱鑫鑫 / PPBC中國(guó)植物圖像庫(kù)

至于梓油,熔化溫度相對(duì)較低,在常溫下跟我們熟悉的花生油、大豆油一樣都是液體。雖然不能吃,但可以制造生物柴油,推動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

在人與自然矛盾日益激烈,急需可持續(xù)發(fā)展的今天,生物柴油為我們提供了一個(gè)可再生的能源選擇。目前對(duì)生物柴油的研究主要集中在麻瘋樹(shù),續(xù)隨子等植物上,這些植物的特點(diǎn)都是種子含油量比較高,種植和加工比較容易。像大豆油這樣的食用油,也可以做生物柴油,但這些油料還要填進(jìn)我們的肚皮,用可食用作物來(lái)生產(chǎn)生物柴油,有可能威脅到糧食安全,這就是能源與食物生產(chǎn)的互斥問(wèn)題。


使用生物柴油的加油站。圖片:United Soybean Board / Flickr

生物柴油,看起來(lái)很美

生物柴油技術(shù)是近年來(lái)特別火熱的新能源技術(shù),從植物種子直接獲取發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用的油料,好處是顯而易見(jiàn)的。

首先,這種做法可以減少我們對(duì)化石燃料的消耗,這在很大程度上就可以延緩大氣中二氧化碳濃度的上升速度,從而降低隨之而來(lái)的溫室效應(yīng)。


日本公交車上的說(shuō)明,這輛車使用生物柴油。日本人鼓勵(lì)回收烹飪廢油,用來(lái)制造生物柴油。圖片:SElefant / Wikipedia

再者,如果能利用現(xiàn)生植物光合作用直接供給我們的能量需求,那在很大程度上就可以解決制約人類發(fā)展的瓶頸,真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

然而,生物柴油的發(fā)展道路并非一帆風(fēng)順。栽種條件、提取工藝、產(chǎn)油量都是橫亙?cè)谏锊裼秃褪袌?chǎng)之間的巨大障礙。

就拿烏桕來(lái)說(shuō),這種植物喜暖怕冷,愛(ài)濕怕干,而符合這些條件的區(qū)域恰恰是糧食生產(chǎn)的良好區(qū)域。相對(duì)于生物燃料,糧食生產(chǎn)毫無(wú)疑問(wèn)更為重要。即便植物能夠在相對(duì)較差的環(huán)境下生存,也會(huì)大大減產(chǎn)。其它能源植物或多或少都會(huì)碰到類似的問(wèn)題,好地不能種,差地種不成。


使用大豆制造生物柴油的過(guò)程。圖片:Martin Wainstein / Wikipedia

提取工藝和產(chǎn)油量也是限制因素,雖然烏桕種子含油量可達(dá)40%,相對(duì)于傳統(tǒng)的化石燃料,提取工藝還是比較復(fù)雜的。烏桕種子外層的蠟質(zhì),因?yàn)槿刍瘻囟冗^(guò)高不適合作為生物柴油的原料,把整個(gè)種子直接壓榨得到的毛油,自然也不能直接制成生物柴油。而在運(yùn)輸和提煉過(guò)程中不可避免地消耗化石燃料,于是最終獲得的好處就大打折扣了。


秋天變紅的烏桕樹(shù)。圖片:Peka / Wikimedia Commons

到今天為止,生物柴油解決能源問(wèn)題,還是一個(gè)不成熟的解決方案。要解決這些問(wèn)題,還要借助新興的生物技術(shù),提高能源植物的抗逆能力,以及在不利環(huán)境下的油料產(chǎn)量。同時(shí)開(kāi)發(fā)新的催化技術(shù),控制桕脂中高級(jí)脂肪酸的裂解,形成可以直接使用的燃料。如果將來(lái)基因工程技術(shù)更進(jìn)步,我們可能會(huì)通過(guò)基因編輯的方式,改變植物種子脂肪酸的構(gòu)成。經(jīng)過(guò)基因編輯的烏桕樹(shù)變成“汽油樹(shù)”,榨出油來(lái)就能加進(jìn)油箱,也并非不可能的事情。

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