 《三思科学》电子杂志
2002年第12期·2003年第1期
合刊 总第18期
2003年1月17日
目 录
封面
封面故事
[九歌]冰山
编者的话
[江华]新年献辞
世界艾滋病日专题
[江华]AIDS：迎头痛击
[春水、冰蓝]红丝带飘扬在12月
[逍遥]与艾滋病同行
[R.C.Gallo & L.Montagnier]
治疗和预防艾滋病：未来展望
新闻
[三思新闻编辑]12月~1月新闻
├ 已知最遥远的太阳系外行星
├ 引力传播速度和光速相等
├ 星系四组舞
├ 海鞘基因组测序完成
├ 人类第14号染色体被破译
├ 雷尔教派宣称培育出克隆人
├ 彩电带来彩色梦？
├ 测量遥远行星质量的新方法
├ IBM造出世界最小晶体管
├ 并非仅是健康与美味二选一
├ 树洞里的声学专家
├ 科学家公布老鼠基因组草图
├ 昆虫基因使水稻耐旱
└ 离超新星多远才是安全的？
求知
[木头鸟]气孔--进与出的矛盾
[逍遥]骡子下了个小马驹
[石青]狗的秘密谁知道？
[韩雪涛]圆周率 π 的计算历程
[黄炜]温室效应的是与非
[九歌]鸟类漫话--攀禽(二)
[逍遥]终极巫术--疯牛病小传(四)
[文木]手性之谜--左还是右(四)
(五)、(六)、(七)
[李淼]弦论通俗演义(二十七)
(二十八)、(二十九)、(三十)
译述
[M.Shermer]柯克船长原则
[E.C.Scott]不仅仅是在堪萨斯
[L.M.Krauss]在与伪科学的辩论
中科学处境不利
[J.L.Heilbron & W.F.Bynum]
1903及其它
[E. Fomalont & S. Kopeikin]
引力有多快？
博物
[九歌]灰喜鹊
[佳肴]梁龙
故事
[石青]注释马丁·加德纳
观点
[春上莱茵早]正视克隆 尊重生命
[赵南元]观“克隆人”闹剧
历史
[高山]量子(四)--反对者们
辩伪
[方舟子]消失不了的“费城实验”
[W.F.Williams]伪科学词典(一)
书评
[逍遥]危险的万能酸
幽默
[柯南]魔镜带来的经济增长
版权声明·订阅与投稿须知
三思科学杂志社
本期责编 异调
下期责编 九歌
三思科学网站
©2003,All Rights Reserved.
|
 |
手性之谜——左还是右
(六)
 文木
紫藤属植物的手性
达尔文曾记录过一种频繁双向旋转的植物，同一种植物时而具有左手性时而具有右手性，这种植物是五桠果科的有齿钮扣花（Hibbertia dentata）。不过，这能否算得上一种特殊类型，还不能确定，因为有些没有手性的攀缓植物随机地上爬，时左时右，与达尔文说的情况很难区分。
有一段时间，我一直坚信一种植物（指生物学上的“种”）在进化链中只能有一种手性，或者左手性或者右手性（当然还有没有手性的），不大可能一个物种的攀缘或者缠绕茎蔓（唇形科植物和兜兰等同一植物左右对称的情况不算）生长在一种环境中为左手性，在另外一种环境中为右手性。根据是，植物表观的手性特征是整体特性，它必然由植物体内部微观结构和性质所控制，经过漫长自然选择后的现代植物的手性与其生长的地理位置应当关系不大。对于一种特定的物种，植物内部的组织结构和基因都相同，不可能导致完全不同的宏观外表结构上的差异，不大可能使手性正好相反。
当然这只是一种猜测，可能对，也可能被证伪。当时我是这样讲的：“是不是同一物种的植物只能有一种手性，现在还不能确切回答。”我也曾问过几位从事生物学工作的朋友，他们也确认手性是区分物种的重要标志，一般不可能一个物种具有两种相反的（互成镜像）的手性。
图26A：常见的紫藤属中右手性的（中国）紫藤（Wisteria sinensis）。北京大学、北京中山公园及保定竞秀公园内所种植的都是这种右手性的紫藤。
图26B：右手性的（中国）紫藤爬在苍劲的侧柏树上。摄于北京中山公园。
图26C：右手性的（中国）紫藤的花较多花紫藤的花显得更红一些。
图26D：右手性的（中国）紫藤所结豆荚爆裂后豆荚皮呈现螺旋状。依据爆裂后所剩的那片豆荚皮的不同，手性也不同。豆荚皮的手性并不反映本植物的特有性状。
《长白山植物药志》中画有一幅菟丝子（Cuscuta japonica）的图，既有左手性又有右手性，我怀疑画得不对，经多次野外核对，见到的菟丝子只有右手性，没有发现左手性。可以初步断定画错了。还有某儿童百科全书，画了作为蔬菜的芸豆茎的攀援图，画得也很随意，有两种手性，也可以判定画错了。另外还见到中国科学院植物园冀朝祯先生绘制的长瓣兜兰（Paphiopedilum dianthum Tang et Wang），两侧瓣的卷曲方向似乎也是随意画上的：有一只全画成了左手性，另一只全画成了右手性。这就违背了兜兰每朵花自身的左右对称性。
这说明，在植物学界，手性在描述植物外在特征时，没有得到应有的重视。翻翻各种植物教材和植物手册，几乎没有一部在讲植物的茎蔓时或者描述某种植物时，专门指出它的手性（左手性或者右手性）。一般只说“藤本缠绕”，这样做实际上缺少了一个重要的信息。（《中国植物志》是个例外，见下文）周云龙主编的《植物生物学》（高等教育出版社，1999年版）一书只在“茎的生长习性与分枝”中提到茎的几种形式，没讲缠绕手性问题。 J.D.Mauseth的《植物学》(1991年)也没有讲茎的手性。
现在紫藤越来越多地被用于园林设计，对紫藤茎的观察可促使人们重新考虑一个植物物种的茎蔓是否真的可能有两种截然相反的手性。我早就注意到中国极常见的豆科植物紫藤的茎蔓是右手性的。北京大学校内、北京中山公园内、保定竞秀公园、杭州西湖花港及西三旗育新花园内各种紫藤都是右手性的，从粗壮的根部粗藤到细小的新枝，都是右手螺旋生长的，这种紫藤属的植物叫(中国)紫藤(Wisteria sinensis)。
但是，也有左手性的紫藤。有一次我去新街口豁口北京科影厂(现在已并入CCTV的10频道)录制科普节目，早到了十多分钟，闲着没事在JJ迪厅与科影厂共有的院内踱步。不知不觉到了一处保持良好的四合院的西南角，不经意间见到眼前树藤上的小细枝竟然以左手螺旋缠绕在一起。我觉得颇奇怪。左手螺旋少见，一般我不会放过。一瞬间我猜可能是别的植物长到了紫藤枝上，而与紫藤缠在一起外表呈现了左手性。但低头察看全株紫藤，发现全株各个部分无一例外都是左手性的。不远处另一棵紫藤也如此。这是我第一次见到紫藤可以具有左手性。这可能意味着我以前的猜测被证伪了。当时没带相机，第二天我又去了一趟，专程为了拍摄它的手性特征。第二天在院中碰巧遇上一个熟人，以为我又去录节目，我说只为了拍摄一棵植物，他还有点不信。
图27：作者第一次见到左手性紫藤的地方，即JJ迪厅与北京科影厂共有的院子内。台阶上是一四合院，西南角植了两棵左手性的紫藤。当时没带相机，第二天我又去了一趟，专程为了拍摄它的手性特征。
图28A：紫藤属中的多花紫藤（Wisteria floribunda），它的缠绕茎呈现左手性，摄于北京科教电影制片厂。后来在中科院植物园及中国医学科学院植物园中见到一些这种紫藤。
图28B多花紫藤的奇数羽状复叶。
图28C：多花紫藤的一组叶，小叶的个数相对(中国)紫藤要多些，但并不是绝对的。
图28D：多花紫藤花序。花序更长一些，花的颜色较浅。
图28E：多花紫藤的一组花序。注意观察，图上小的枝条都是左手性的。
我可以确信那是紫藤，因为它与我以前见过的紫藤太像了，只是花色不那么鲜艳，最大的差别在于茎的手性不同。回家后首先查《北京植物志》的豆科紫藤属。很失望，这书上根本没讲什么手性，列出的只是上面提到的右手性(中国)紫藤和藤萝(W.villosa)。
再去图书馆查《中国植物志》，恍然大悟。第40卷《中国植物志》在“紫藤属分种检索表”中以手性作为第一分类特征，把本属5种植物按手性不同分成两类。但是问题并没有迅速解决。我在阅读此书时犯了一个错误，因为过分高兴，没有详细核对每一项描述，以为这里面提供的手性解决了我的大问题。这时我便把W.siennsis与W.floribunda两种植物名字安反了，错误地以为我以前见过的都是W.floribunda，包括我们北京大学的。当然这与《北京市植物志》矛盾，但由于北京市植物志根本没有提手性，我没有进一步的参考材料，想当然地以为北京植物志没有列上这个栽培种。于是令人后悔的事情发生了，在写给上海《科学》杂志的一篇文章中，我也犯了错误。事后我赶紧给编辑写信希望更正，并向读者致歉。
我为什么会搞错呢？一是自己不够细心，另外重要的是《中国植物志》所理解的手性与我们前面的定义正好相反。但因为《中国植物志》并未直接说明用的是什么样的定义，开始时我想当然以为与数理科学一致，实而不然。建议以后编植物书，明确给出书中所用手性概念的定义，并实际绘出植物茎的手性图。
现在我知道了，这种左手性的紫藤叫多花紫藤，原产于日本，学名为Wisteria floribunda。左手性的紫藤外形略微不同于右手性的紫藤，它的花序较长，颜色淡紫色，比右手性紫藤颜色为浅。另外，左手性多花紫藤奇数羽状复叶的小叶叶片通常要多一些，一般13-19片，而右手性的紫藤一般不多于13片。
后来在香山中科院植物园（南园）中又发现两棵左手性的紫藤，此园中其他紫藤仍然是右手性的。在中国医学科学院药用植物园中及北京市植物园中又发现许多左手性的紫藤。
现在看来，在紫藤属中，仍然不存在一个物种具有两种手性的情况。但这个例子表明，在一个属内，确实可以存在两个种具有不同的手性。这种现象是少见的。库克曾说，同一科或者同一属中的两种植物，手性不同者罕见。
《手性之谜》上期连载内容·三思科学杂志2002年11月号
|
|
