在所有的植物激素中,乙烯是最簡單的一種。乙烯由兩個碳原子和四個氫原子組成,兩個碳原子之間以雙鍵結合,結構式為CH2=CH2。多年來的科學研究發現,作為一種特殊的氣態植物激素,乙烯在植物生長發育以及適應環境的過程中,都發揮著重要的作用。
從遠古到當代,乙烯的應用和研究,一直伴隨著我們。兩千多年的歷史,乙烯的發現及應用的過程,充滿了許多曲折動人的故事。
1. 遠古的智慧
早在公元前300年以前,古埃及人就已經開始用乙烯催熟果實。西克莫無花果(sycamorefig)起源于非洲中東部,主要依賴于一種小型黃蜂幫助其授粉。西克莫無花果和小黃蜂形成了一種非常有意思的共生關系,黃蜂給無花果傳粉,幫助它傳宗接代,而無花果當然也是要付出代價的乙烯,黃蜂也就心安理得地在無花果的果實中安家落戶。這種互利互惠的共生關系非常穩固地存在了許多年。
后來,有人把西克莫無花果傳到了地中海中部的古埃及,可能由于此人的粗心大意,卻沒有把幫助無花果傳粉的小黃蜂一起帶過來。這下可把西克莫無花果給急壞了乙烯,這么多年的共生互利可燃氣體報警器,早已習慣了小黃蜂的牽引拉線,這下沒有了媒人,他們找不到對象啊,這不是要讓他們斷子絕孫么?!
這種問題怎么能難倒聰明偉大的人類呢。公元前300年前,那是一個夏天,有一位老人用在古埃及的無花果上刻了一個圈。幾天之后,人們驚奇地發現這些受傷的無花果非但沒有死,反而頑強地活過來了。它們結出的果子更大更軟更香甜,而且還沒有種子。于是,這種神奇的技術就在古埃及流傳了下來,直到和這一偉大的文明湮沒在歷史的塵埃里。
劃傷使無花果單性結實
此外,在那遙遠神秘的東方。我們的先人,在煉丹燒香的過程中,也無意發現,焚香后會有一種神秘的力量使植物的果實迅速成熟。于是。我們的先輩們就將梨子放在一間密閉的屋子里,在屋子里燒香,沒過多久,一個個生梨蛋子很快變成了美味可口的大鴨梨。
不過,古埃及和我們的老祖宗們對乙烯的利用,都是無意地,簡單地跟著自己的感覺走。限于當時的科技水平和思想觀念,他們并沒有意識對這種神秘力量背后的科學原理進行深究。
2. 黎明前的黑暗
時間一直跨越到19世紀50年代。那個時代,還沒有電,而煤氣燈卻被廣泛地安裝在大街小巷,道路兩旁。1858年,美國人Fahnestock發現,盛夏之際,煤氣燈旁邊的樹葉卻大量地枯萎脫落,而不遠處其他的樹卻仍是一派欣欣向榮的景象。1864年法國人Girardin的實驗結果證明,乙烯是煤氣的組成成分。隨后,大量學者都認為煤氣燈旁樹葉脫落的現象由乙烯導致,卻一直沒有找到直接的證據,直到前蘇聯的Neljubov意外發現乙烯是一種具有生物活性的物質。
煤氣燈兩旁的樹葉脫落
當時Neljubov還是一枚苦逼的研究生,每天都要養那些不能吃也不好看的豌豆黃化苗。在實驗過程中,他無意地發現,當豌豆黃化苗暴露在含有燃燒廢氣的空氣中時,它的下胚軸會出現橫向生長的現象。而當加熱CuO將碳氫化合物氣體氧化后,豌豆黃化苗的生長就變得正常了。Neljubov無意地發現,就是“三重反應”,后來成為研究植物乙烯反應最經典的生理學實驗。現在我們知道,要使豌豆黃化苗發生“三重反應”,只需要極低的乙烯濃度(0.06μL/L)。
豌豆黃化苗的“三重反應”
其實甲醇報警器,許多推動科學進步的關鍵性事件,都是意外造成的。在我們實驗室,就有這樣的實例,這里按下不表,以后再說。因此,如果上天眷顧于你,每一個屌絲都有逆襲成功的機會。加油吧,少年!
隨后,又有許多人發現,一些水果的成熟過程中會產生乙烯氣體。甚至有人還為乙烯可以催熟香蕉、西紅柿、梨和柿子而申請了專利。1934年,英國的Gane證明,乙烯是植物的一種天然產物。為了進行實驗,Gane買了56斤蘋果,才收集了足夠的乙烯氣體。為了科研,也真是蠻拼的!
這一時期,人們開始用科學的方法對乙烯的功能進行用研究。不過,由于研究才剛開始,并沒有確定的方向,就像在黑夜中行走,一邊前進一邊摸索道路。
下期預告:
乙烯乙烯,一種神奇的氣體|第二部分
3. 曙光乍現
4. 旭日東升
5. 烈日驕陽
敬請期待!
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