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探秘能“益智”的益智

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漫步华南植物园姜园内,各种姜目植物竞相争艳,这其中有一种身材相对较小的植物,头戴“高帽”,“裙摆”蹁跹,在微风中展示着它可爱俏皮的风姿。这种植物就是益智(Alpinia oxyphylla Miq.),看到这个名字,人们不禁会想,它为什么叫益智呢,真的能让人变聪明吗?能否“益智”可能还需要科学家的进一步研究,但它自己却是妥妥的智慧与美貌并存,不仅有清新脱俗的容颜,还有精妙绝伦的生存智慧和悬壶济世的医者仁心。

姜园盛开的益智

认识益智

益智是姜科(Zingiberaceae)山姜属的多年生草本,是我国特有植物,产广东、广西、海南,福建、云南亦有栽培。株高1-3 m,茎丛生。叶片披针形,顶端渐狭,具尾尖,像长着一条细长的尾巴。

总状花序顶生直立,在花蕾时包藏于酷似“高帽”的总苞片中,总苞片在开花时渐脱落。

每年3-5月,盛开的益智就像是戴着“高帽”翩翩起舞的美少女。

益智具长尾尖的叶片和包藏于帽状总苞片中的花序
花萼管状,一侧开裂至中部;花冠裂片3枚,白色;花朵最美丽的部分,也是用来吸引传粉昆虫的部分为唇瓣,由雄蕊退化而来,白色,具粉红色脉纹,边缘皱波状,酷似少女的裙摆。可育雄蕊1枚,药隔附属物顶端通常具不规则的缺裂;花柱线形,柱头杯状。益智株形紧凑,花果均有很高的观赏性,是优良的园林景观植物。

益智的花朵结构
由华南植物园培育的益智新品种大苞红唇益智也正在开放,它是利用益智作母本,小草蔻(现已归并为海南山姜)作父本进行远缘杂交,经过多代分离、筛选和鉴定选育出来的新品种。与其母本益智相比,大苞红唇益智花朵更大,颜色更艳丽[1]

4. 大苞红唇益智
探秘益智的私生活——花柱卷曲运动

益智的盛世美颜不仅吸引了人们惊艳的目光,也吸引了传粉昆虫在花间忙碌地穿梭觅食。益智的主要传粉昆虫是木蜂(Xylocopa sp.)和蜜蜂(Apidae sp.),它们访花的主要目的是吸食花朵基部的花蜜,并在此过程中完成对益智的传粉。

木蜂在益智花朵中吸食花蜜
但是,在传粉的过程中,动的可不只有传粉昆虫哦,益智也在悄咪咪地“运动”!这种运动就是花柱卷曲运动,这是一种在山姜属植物中普遍存在的运动机制,其目的是避免自交,促进异交[2, 3]。因为在自然界中自交(近亲繁殖)会引起近交衰退,而不同个体之间的异交则有利于提高后代的遗传多样性和对环境的适应性。那么益智的花柱卷曲运动是如何来避免自交的呢?

益智种群中具有两种独特的表现型:柱头下垂型个体和柱头上举型个体。两种表型的单花花期都是近24小时

上午,柱头下垂型个体柱头向上反卷,位于花药上方(不能被传粉昆虫蹭到),花药裂开、散粉;而柱头上举型个体柱头下垂,位于未开裂的花药下方(可以被传粉昆虫蹭到)。此时,昆虫访问下垂型个体后身上携带其花粉,之后再访问上举型个体时其下垂的柱头就会像个小刷子把昆虫背上的花粉刷走,上午的传粉就完成了。

柱头下垂型个体的柱头在上午向上反卷(上图),柱头上举型个体的柱头在上午时下垂(下图)
木蜂吸食花蜜时,下垂的柱头可以蹭走木蜂身上的花粉
到中午时,柱头下垂型个体的柱头开始下垂,下午15点左右进入能被授粉的位置;而柱头上举型个体的柱头伸长并向上弯曲,当它运动到不能被访花昆虫蹭到时,其花药开始裂开,花粉散出。此时传粉昆虫则是将上举型个体的花粉传递到下垂型个体的柱头上。

这一机制依靠两种花型植株柱头的反向运动、花药开裂和花粉散发时间的不同,以及与传粉者访花频率的巧妙结合,组成一个精巧的行为机制,避免同一基因型内的自交,促进不同基因型间的杂交。

药食同源话益智

至此,你是否已经被益智的美丽的容颜和精妙的生存智慧所折服了呢?别急,它还能带来更多惊喜!

益智是一种价值很高的药食同源植物。益智成熟干燥的果实(中药名为益智仁)是我国著名的“四大南药”(益智仁、砂仁、巴戟天、槟榔)之一,在我国的药用历史悠久,其用途在《本草拾遗》《唐本草》和《本草纲目》中均有记载,具有温脾止泻摄唾,暖肾固精缩尿之功效。现代药理学研究表明,益智的药理作用不局限于传统功能,还具有神经保护、抗腹泻、抗利尿、抗肿瘤、抗氧化、抗炎症、抗过敏、心肌保护、抗糖尿病等多方面药理作用[4]

益智性温和、味辛辣且香浓,风味独特,营养丰富,富含多种氨基酸、矿物质和维生素 B、C,是卫生部1998年公布的既是食品又是药品的一种天然植物。民间常以盐水腌渍后食用,可起到治胀气、腹痛,助消化的作用。如今市场上已经有许多由益智果实加工而成的食品,如益智果脯、益智酒等[5]

益智幼果(左)和成熟果实(右)
益智成熟干燥的果实(中药益智仁)和益智果脯(网络图片)
益智真的能“益智”吗?

益智之名载于《南方草木状》,古人认为“服之令人智慧,故名”。李时珍在《本草纲目》中指出:“脾主智,此物能益脾胃,故也”。关于益智能让人变聪明的传说也有很多,因此它还有个别称叫“聪明果”。

现代药理学研究表明益智的果实提取物具有显著的神经保护活性,在治疗阿兹海默病、帕金森病和抑郁症等方面具有一定的潜力;许多包含益智仁的复方制剂可显著改善实验小鼠的学习记忆能力[4]。可见,益智之名,名副其实。

观赏地点:姜园、药园、绿美广东植物区(阿江榄仁路与人面子路交界处)

参考文献:

[1]禹玉华,唐源江,廖景平等.大苞红唇益智选育研究[J].热带亚热带植物学报,2005(01):70-73.

[2]王英强,张奠湘,陈忠毅.益智传粉生物学的研究[J].植物生态学报,2005(04):599-609.

[3]李庆军,许再富,夏永梅等.山姜属植物花柱卷曲性传粉机制的研究[J].植物学报,2001(04):364-369.

[4] Zhang Q, Zheng Y, Hu X et al. Ethnopharmacological uses, phytochemistry, biological activities, and therapeutic applications of Alpinia oxyphylla Miquel: A review [J]. J Ethnopharmacol, 2018, 224:149-168.

[5]纪明慧,刘红,宋小平.益智果脯的研制[J].广州食品工业科技,2003(01):91-92.





文:刘蓉、叶育石

图:刘蓉(标注的除外)





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门票:园区大门票20元;温室套票50元(含园区大门票+温室门票)。

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交通:地铁:地铁6号线“植物园”站,A出口西行370米。公交:

①B12、30、39、83、84、345、346、494、564、775路公交车“植物园正门”站;

775路公交车“植物园西门”站;46、54、218路公交车“中科院化学所”站下车,前行约600米到达植物园西门。自驾车:请将车行驶到西门停车场停放,导航请输入“华南植物园西门(广州市天河区兴科路723号)”。
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