香蕉背后的科学

我是斜杠青年，一个被前沿科学耽误挣钱的“杂食性”学者！

香蕉受到全世界人们的喜爱，但它们会灭绝吗？吃太多会影响健康吗？香蕉皮真的那么滑吗？

世界各地的人们都喜欢香蕉，事实上，全球每年生产约100兆吨。（来自世界农业组织的数据）

因此，你可能听说过一些关于香蕉的有趣神话和谣言，就像它们都是彼此的克隆人，有一种致命的香蕉疾病威胁着它们的继续存在。

让我们剥开它的皮肤，以科学的视角剖析它的内在。

香蕉实际上是浆果

这听起来是假的，但香蕉是Musa属不同开花植物物种的浆果，原产于热带东南亚。

有1000多个品种，但由于基因突变产生了我们今天喜欢的无籽水果，我们可以吃栽培品种。

但这些香蕉是单性半肉质的，这意味着果实在没有种子发育、授粉和施肥的情况下生长。这意味着它们是无菌的，因此，你可以克隆很多香蕉。

香蕉植物产生“吸盘”——从茎上生长出来的芽——可以被切断并种植成相同的水果生产植物。

不幸的是，这意味着植物之间的遗传多样性很小，因此这使得它们极易受到疾病爆发的影响。

栽培的香蕉品种容易患病

直到20世纪50年代，格罗斯·米歇尔的香蕉品种一直是商业香蕉种植园中最受欢迎的香蕉品种。但一种名为Fusarium wilt或巴拿马病的真菌疾病几乎消灭了它们。

它是由一种名为氧化孢子镰刀菌f. sp. 立方体的土壤病原体引起的，它感染了根系和血管系统，使它们无法运输必需的水和营养素。

这种疾病的传播迫使香蕉行业转向种植我们今天看到的抗镰刀卡文迪什品种。现在，它们主宰了市场——约占全球香蕉产量的50%，约占出口的95%。

但由于出现了一种名为热带种族4的极具毒性的镰刀菌株，卡文迪什很容易像格罗斯·米歇尔一样。

20世纪90年代首次在东南亚发现该菌株，此后已蔓延到澳大利亚、东亚、非洲和最近的南美洲。

正在采取什么措施来拯救香蕉？

不幸的是，一旦真菌在一个地区建立起来，它就无法通过化学或物理手段去除，并且可以在土壤中存活30多年。保护香蕉的唯一方法是防止真菌传播，或开发抗性香蕉品种。

科学家正在改进诊断工具，以定位TR4，并正在使用育种和基因工程来尝试创造耐药品种。一种方法让科学家从其他植物物种中引入抗真菌基因，而在另一个项目中，野生香蕉Musa acuminata malaccensis（意大利语）的耐药基因已被引入卡文迪什品种中。

最近发表在PLOS One上的一项研究发现，科学家可以通过给卡文迪什香蕉接种一种名为Race 1的非毒的镰刀菌株来诱导耐药性。

为什么香蕉会让其他水果成熟得更快？

你有没有想过为什么把你的棕色香蕉放在绿色香蕉和其他水果旁边会让它们成熟得更快？

之所以发生这种情况，是因为香蕉是一种被称为陈年期水果——其中还包括梨和鳄梨——在采摘后继续成熟。

当接触一种叫做乙烯（C2H4）的植物激素时，这些水果开始成熟，这启动了这个过程。

通过成熟，作为淀粉储存的能量——一种不甜的长碳水化合物聚合物——被转化为味道甜美的更简单的糖。

吃太多香蕉会影响健康吗？

你有没有听说过吃太多香蕉会死人，或者至少让你病得很重？

香蕉是钾的良好来源，但过多的钾有时会导致一种称为高钾血症的致命疾病。这可能是由肾衰竭、大量饮酒、红细胞计数低或过量服用钾补充剂引起的。

中等香蕉含有约420毫克的钾，因此你必须在一天内吃11个，以满足4岁以上成人和儿童推荐的每日钾含量。

钾摄入量没有既定的上限，但超过18克的口服剂量可能会导致高钾血症。但是，由于这大约是在短时间内吃掉42根香蕉的量，所以这不太可能发生。

但是辐射呢？香蕉不是放射性的吗？

由于存在一种名为钾-40的特定放射性同位素，这一点非常微小。

放射性同位素不稳定，它们会分解，以辐射的形式释放能量。钾-40约占自然界中钾总量的0.012%，因此吃一根香蕉会让你暴露在平均每日背景辐射下暴露的1%左右。

但每天需要吃3500万根香蕉才能获得足够高的辐射，才能致命。

为什么香蕉皮这么滑？

流行文化会告诉你，香蕉皮是滑盘，但在2012年的一项研究中，北和大学的日本研究人员通过测量卡文迪什香蕉皮下的摩擦系数。发现香蕉皮的摩擦系数为0.07。较低的摩擦系数意味着表面更滑，因此摩擦系数小于0.1的表面被认为是润滑良好的，就像冰上的冰一样。

显微镜下的进一步检查显示，香蕉皮内衬着许多被称为多糖卵泡凝胶的粘稠物质的微小囊。

当果皮被压碎在脚下时，这些物质被释放出来并结合在一起，形成一种光滑的溶液，在鞋子和表面之间形成润滑膜。

这一发现为该团队赢得了2014年搞笑诺贝尔物理学奖。

了解更多前沿科学，关注我就是你最好的选择！