香蕉背後的科學

黃先生斜槓青年 發佈 2022-11-19T07:50:56.712970+00:00

我是斜槓青年,一個被前沿科學耽誤掙錢的「雜食性」學者!香蕉受到全世界人們的喜愛,但它們會滅絕嗎?吃太多會影響健康嗎?香蕉皮真的那麼滑嗎?世界各地的人們都喜歡香蕉,事實上,全球每年生產約100兆噸。

我是斜槓青年,一個被前沿科學耽誤掙錢的「雜食性」學者!


香蕉受到全世界人們的喜愛,但它們會滅絕嗎?吃太多會影響健康嗎?香蕉皮真的那麼滑嗎?


世界各地的人們都喜歡香蕉,事實上,全球每年生產約100兆噸。(來自世界農業組織的數據)

因此,你可能聽說過一些關於香蕉的有趣神話和謠言,就像它們都是彼此的複製人,有一種致命的香蕉疾病威脅著它們的繼續存在。

讓我們剝開它的皮膚,以科學的視角剖析它的內在。



香蕉實際上是漿果

這聽起來是假的,但香蕉是Musa屬不同開花植物物種的漿果,原產於熱帶東南亞。

有1000多個品種,但由於基因突變產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的,這意味著果實在沒有種子發育、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。

香蕉植物產生「吸盤」——從莖上生長出來的芽——可以被切斷並種植成相同的水果生產植物。

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的影響。

栽培的香蕉品種容易患病

直到20世紀50年代,格羅斯·米歇爾的香蕉品種一直是商業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,使它們無法運輸必需的水和營養素。

這種疾病的傳播迫使香蕉行業轉向種植我們今天看到的抗鐮刀卡文迪什品種。現在,它們主宰了市場——約占全球香蕉產量的50%,約占出口的95%。


但由於出現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90年代首次在東南亞發現該菌株,此後已蔓延到澳大利亞、東亞、非洲和最近的南美洲。

正在採取什麼措施來拯救香蕉?

不幸的是,一旦真菌在一個地區建立起來,它就無法通過化學或物理手段去除,並且可以在土壤中存活30多年。保護香蕉的唯一方法是防止真菌傳播,或開發抗性香蕉品種。

科學家正在改進診斷工具,以定位TR4,並正在使用育種和基因工程來嘗試創造耐藥品種。一種方法讓科學家從其他植物物種中引入抗真菌基因,而在另一個項目中,野生香蕉Musa acuminata malaccensis(義大利語)的耐藥基因已被引入卡文迪什品種中。

最近發表在PLOS One上的一項研究發現,科學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耐藥性。

為什麼香蕉會讓其他水果成熟得更快?

你有沒有想過為什麼把你的棕色香蕉放在綠色香蕉和其他水果旁邊會讓它們成熟得更快?

之所以發生這種情況,是因為香蕉是一種被稱為陳年期水果——其中還包括梨和鱷梨——在採摘後繼續成熟。

當接觸一種叫做乙烯(C2H4)的植物激素時,這些水果開始成熟,這啟動了這個過程。

通過成熟,作為澱粉儲存的能量——一種不甜的長碳水化合物聚合物——被轉化為味道甜美的更簡單的糖。

吃太多香蕉會影響健康嗎?

你有沒有聽說過吃太多香蕉會死人,或者至少讓你病得很重?

香蕉是鉀的良好來源,但過多的鉀有時會導致一種稱為高鉀血症的致命疾病。這可能是由腎衰竭、大量飲酒、紅細胞計數低或過量服用鉀補充劑引起的。

中等香蕉含有約420毫克的鉀,因此你必須在一天內吃11個,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導致高鉀血症。但是,由於這大約是在短時間內吃掉42根香蕉的量,所以這不太可能發生。

但是輻射呢?香蕉不是放射性的嗎?

由於存在一種名為鉀-40的特定放射性同位素,這一點非常微小。

放射性同位素不穩定,它們會分解,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。

為什麼香蕉皮這麼滑?

流行文化會告訴你,香蕉皮是滑盤,但在2012年的一項研究中,北和大學的日本研究人員通過測量卡文迪什香蕉皮下的摩擦係數。發現香蕉皮的摩擦係數為0.07。較低的摩擦係數意味著表面更滑,因此摩擦係數小於0.1的表面被認為是潤滑良好的,就像冰上的冰一樣。

顯微鏡下的進一步檢查顯示,香蕉皮內襯著許多被稱為多糖卵泡凝膠的粘稠物質的微小囊。

當果皮被壓碎在腳下時,這些物質被釋放出來並結合在一起,形成一種光滑的溶液,在鞋子和表面之間形成潤滑膜。

這一發現為該團隊贏得了2014年搞笑諾貝爾物理學獎。

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