为什么辣椒这么辣？

辣椒不仅味道鲜美，还具有防止食物腐败变质，延长储存时间的作用。古代玛雅人使用混合了辣椒的药物来治疗感染的伤口、胃肠疾病和耳痛。实验证明，辣椒提取物确实可以抑制一些微生物病原体的生长。但这些显然不是辣椒进化出辣味的原因。为了揭示辣味诞生的秘密，美国生态学家塔克斯伯里来到了胡椒的故乡玻利维亚。汽车行驶在玻利维亚安博罗国家公园的公路上。在南美最差的公路上行驶了2000英里后，汽车的悬挂系统很可能坏了，颠簸得很厉害，车下的两块弹簧片竟然就在我们眼皮底下掉到了路上。约书亚·塔克斯伯里坐在车后座，脸色非常难看。40岁的塔克斯伯里是华盛顿大学的生态学家。他来到这个满是苍蝇的森林寻找一颗野辣椒。据说它有多汁的红色果实和小花，学名是小辣椒。他希望这种植物能帮助他回答植物学中最热门的问题:为什么辣椒是辣的？玻利维亚是辣椒的故乡，这里出产的几十种野生植物可能是全世界辣椒的祖先。辣椒中含有一种散发热量的物质，辣椒素。辣椒素会影响味蕾、神经细胞和鼻粘膜。但它在野生辣椒中有什么作用还是个谜。在过去的四年中，Texbury和他的同事们已经多次访问了玻利维亚。他们对不辣的辣椒最感兴趣，尤其是那些生活在辣辣椒旁边的植物。这种缺乏辣椒素的野辣椒，可以视为规则之外的异类，可能是揭开秘密的关键。汽车停在河边。几年前，纽约植物园的迈克·特纳(Mike Turner)在这里采集了一种叫做小花辣椒的辣椒品种。Tuxbury希望收集一些这类样品。迈克·特纳在笔记中说，他尝过的辣椒是甜的。但是Tuxbury在几百英里外遇到了同一种辣椒，尝了之后发现是辣的。为什么相隔不远的同一种辣椒会有不同的味道，这是值得研究的。塔克伯里往嘴里塞了一卷古柯叶，笑着走进了细雨中。一个中年人从河边的一栋矮房子里走出来。塔克斯伯里说，他的研究的一个优点是，找到研究对象并不困难。随便问问当地人，说出几种野生辣椒的名字:你们有乌卢皮卡吗？有arivivi吗？这个人对着他面前这个奇怪的外国佬摇了摇。回答道，“这里？不，在山上。”塔克伯里很困惑。“有没有辣辣椒？”他用蹩脚的西班牙语再次问道。不，那人回答。塔克斯伯里耸耸肩，穿过街道，走进另一个院子。我们其余的人留在车旁等着，每个人都湿透了。咬人的苍蝇会在我们的脖子和胳膊上留下痕迹。研究生Neuer Machnic要赶飞机。塔克贝利再次出现。他跳过篱笆，向一座小山走去。其他人在车里四处张望。塔克伯里和我走上山。走进树林，一种玻璃珠大小的红色水果引起了他的注意:小辣椒。塔克贝利摘了一个水果，咬了一口。“不辣，”他说，挑了几个放在信封里。我们走近一株植物。它的果实尝起来很甜，很快，他尝了八种胡椒植物的果实，没有一种是辣的。这可能是一种不辣的野生辣椒品种。然后他开始想象它和其他辣椒的关系，它的祖先。突然，一只猴子从旁边的一棵大树上跳了出来。它从一根树枝跳到另一根树枝。瓢泼大雨席卷了我们。塔克贝利只是盯着猴子，脚下裹着一根藤蔓，绊了一跤，脸朝下摔倒在一串辣椒上。也是小辣椒。他迷迷糊糊地摘了一个水果，扔进嘴里。他立刻做了个鬼脸，吐了出来——是辣的。他简直欣喜若狂。人类使用胡椒作为调味品至少有8000年了。起初，他们用野生辣椒。做土豆、玉米、麦片的时候放一些。史密森尼国家自然历史博物馆的考古学家琳达·佩里(Linda perry)表示，她在巴哈马群岛和秘鲁南部挖掘出的用于研磨的古代石器和古代炊具上发现了胡椒粉。根据对许多考古遗址中发现的陶器碎片的研究，她推测古美洲人早在6000年前就开始种植辣椒。但对于当时辣椒的主要用途，仍有不同的说法。佩里认为这纯粹是为了调味。“人类开始长时间人工种植辣椒并传播到很远的地方，原因很简单，辣椒很好吃，”佩里说。“你喜欢一锅淡而无味的红薯还是加辣椒的红薯？”一些研究人员持不同意见，如康沃尔大学的詹妮弗·比林和保罗·谢尔曼。他们认为，人类很早就意识到辣椒具有防止食物腐败变质、延长储存时间的作用。一些研究者认为胡椒有药用价值。古代玛雅人使用混合了辣椒的药物来治疗感染的伤口、胃肠疾病和耳痛。实验表明，辣椒的提取物可以抑制一些微生物病原体的生长，辣椒素也用于局部麻醉。不管人类最初种植辣椒是出于什么目的。这种植物以惊人的速度蔓延到全世界。从某种意义上说，这要感谢哥伦布。1492年，探险家在伊斯帕尼奥拉岛遇到了阿拉瓦印第安人种植的辣椒。他以为自己到了印度，很自然地推测这些植物就是“胡椒”——一种起源于印度次大陆，让欧洲人趋之若鹜的香料。哥伦布在日记中写道，“这片土地盛产辣椒品种阿吉，比普通的黑胡椒更有价值。当地人认为它有益健康，没有它就不能吃。”哥伦布把这种辛辣的植物带回了西班牙，但起初，胡椒在欧洲并不流行。后来，葡萄牙人在巴西伯南布哥州又遇到了辣椒，把辣椒和烟草、棉花一起带到了非洲。哥伦布发现美洲50年后，伯南布哥胡椒已经传到了印度、日本和中国。1621年，英国人把辣椒带到了北美殖民地。在美国，胡椒曾经是一种新奇的异国香料，但在1995至2005年期间，其消费量飙升了38%，这反映了习惯吃辣的移民涌入，也表明美国人的胃口变得更大胆。根据美国农业部的统计，现在美国人每年人均消费5.9磅辣椒，比芦笋、菜花和四季豆还多。胡椒的香料来自辣椒素。辣椒素可以刺激舌头和皮肤上的神经传感器。这些神经传感器负责感知温度上升。就神经元和大脑而言，你的嘴和着火没太大区别。当温度上升到一定程度时，会刺激肾上腺素的分泌，导致心跳加速。科学家说，这些反应是辣椒迷人的原因之一。1912年，底特律帕克戴维斯制药公司的化学家威尔伯·斯科维尔(Wilbur scovill)发明了一种测量辣椒辣度的装置。他用糖水稀释辣椒提取物，直到人的舌头无法识别，从而获得不同辣椒的辣度(也称为香料单元)。例如，甜椒的辣度为0；普通墨西哥辣椒在2500-8000之间。去年印度产的那加jolokia实测热度高达654.38+0万。最奇怪的是，同一品种的辣椒，辣度也有巨大差异。牛角椒辣度5万左右，是灯笼椒、墨西哥椒、布拉诺椒等多种辣度不同的辣椒的同宗。塔克斯伯里首先研究了来自亚利桑那州南部山区的辣椒，这里的外来辣椒是生长在最北部的野生辣椒。1999年，Tuxbury和Gary Nahan建立了野生胡椒植物园。纳汉是本土种子研究组织的创始人，致力于保护美国西北部的本土农业植物。就是在那个时候，Texbury开始思考为什么辣椒是辣的。像其他有果实的植物一样，辣椒也用美味的果实吸引鸟类和其他动物来帮助传播种子。但同时，也有一些破坏种子的捕食者，比如啮齿类动物，它们会咬果实中的种子，使其无法发芽。一些植物进化出有毒或有气味的化学物质来赶走种子破坏者，但这些化学物质通常在植物的根、叶和果实中无处不在。然而，辣椒素只存在于果实中，由靠近茎的特殊腺体分泌。随着果实成熟，辣椒素分泌越来越多。Toxbury和Nahan怀疑辣椒素的作用是保护种子免受啮齿动物的侵害。为了证明这一理论，Tuxbury希望找到同一品种不同辣度的样品。为此，他与新墨西哥大学佩珀学院的保罗·波斯兰取得了联系。波斯兰花收集了大量胡椒种子。Persland告诉Texbury，他在1996的温室里尝过一种罕见的辣椒。“我咬了一口，发现好像一点都不辣，”伯特兰回忆道。“于是我又尝了一个，嗯，也不辣。”这种胡椒的种子是37年前在玻利维亚发现的。博斯兰在笔记中写下，推测是失去辣度的品种，然后把种子放回冰柜。接到赫克斯伯里的电话后，他又翻出了种子。塔克斯伯里把波斯给他的胡椒种子种在地下，收获后喂老鼠。老鼠吃的是不辣的那种，辣的一点都没碰。这个结果让Texbury确信“辣椒素的作用完全是保护种子。”他后来发现辣椒素还具有延缓鸟类消化速度的奇特功效。缓慢消化可以软化种子皮，帮助种子发芽。鸟类似乎不介意吃辣椒素。事实上，一些观鸟者习惯在鸟类诱饵中掺入辣椒粉，以防止诱饵被松鼠等小动物吃掉。即便如此，Tuxbury认为赶走老鼠和减缓鸟类的消化并不足以解释辣味的起源。他推测，辣味似乎是对付较小的敌人。在玻利维亚，真菌腐蚀是比啮齿动物更常见的威胁。90%以上的野生辣椒果实都有被真菌感染的迹象。真菌腐蚀是种子不幸死亡而无法繁殖后代的主要原因。回到西雅图实验室，Machnic发现一种粉色真菌是感染许多辣椒品种的罪魁祸首。“这不是普通的真菌。这种真菌与胡椒关系密切。”在研究不同辣度的辣椒品种的过程中，Tuxbury和Machnic发现辣椒素浓度越高，真菌感染的程度越低。此外，真菌在潮湿的环境中最为活跃，而玻利维亚的辣度似乎随湿度而变化:环境越潮湿，当地辣椒的辣度越高。在实验室中，在不辣的辣椒上发现的真菌很容易被少量的辣椒素抑制，而在高辣辣椒上发现的真菌可以承受更高浓度的辣椒素。“辣椒素展示了进化之美，”塔克斯伯里说。植物使用一种特殊的化学物质来对付微生物——人类在使用辣椒的过程中借用了同样的原理来保存食物——但辣椒素不会阻止鸟类传播种子。“有时候自然选择对物种提出了矛盾的要求，结果进化出了一个真正奇妙的解决方案。胡椒御敌就是这样一个经典的例子。”只有有毅力的人才能承担格兰查科的野外工作。大查科是南美洲中部的冲积平原，面积50万平方英里，横跨巴拉圭、阿根廷、巴西和玻利维亚，覆盖着大片干燥的森林。在玻利维亚，只有6%的道路不是土路，汽油和精确的地图是稀缺商品。当地气候多变，时而炎热压抑，时而倾盆大雨，道路颠簸，暴雨过后变成泥坑。研究人员在皮卡车上准备了两个备用轮胎，即便如此，行程还是因为轮胎耗尽而终止了一次。一路上，他们在城市公路上遇到了百年不遇的事故，比如轮胎打滑(因为连接车轴和轮胎的螺母掉了)；发动机缸体坏了(因为过河)。塔克斯伯里说，他的实地考察是由三种物质支持的:古柯叶(可以提取可卡因)、咖啡因和辣椒素。但他对植物的兴趣和不屈不挠的性格似乎有更早的根源。他的父亲彼得·塔克斯伯里是20世纪50年代流行电视剧《我的三个儿子和爸爸是对的》的导演。然后他导演了几部由猫王主演的电影。最后，他觉得自己再也受不了好莱坞的规则了。1970年代的一天，彼得回到家，把艾美奖(美国电视的最高奖项)扔进了垃圾箱。后来，在接受《纽约时报》采访时，他告诉记者，“导演彼得·塔克斯伯里去世了。”彼得和他的妻子塞西尔(一名演员)带着他们的两个孩子搬到了佛蒙特州，并将他们的名字改为亨利和玛丽·简。“亨利”成了著名的奶酪专家，写了一本关于佛蒙特州本地奶酪的书。这对夫妇亲自教育约书亚和他的妹妹玛丽莎，不让他们上学。他们搬了很多次家，从佛蒙特州到魁北克，到俄勒冈州，最后到加利福尼亚的一个农场。2003年，79岁的彼得去世。塞西尔说，“乔希(约书亚的昵称)和他的父亲有很多相似之处:热情、专注和坚持。”我在玻利维亚的时候，早上起来，忙于工作的Tuxbury有时候会不自觉地把衬衫穿反了。当他谈到工作时，他总是一副陶醉的样子。在颠簸的公交车上，他还能和同事扯着嗓子聊工作计划。有时他被热情冲昏了头脑。大约8年前，当他和佛罗里达大学的生物学家道格·李维(Doug Levi)访问巴西的卡多佐岛时，他们认为他们发现了一种新的自然现象——真菌通过鸟类传播孢子。他们花了很多天疯狂收集鸟粪，希望收集到足够的证据，将这一新发现发表在权威杂志上。回到实验室，在显微镜下分析后，他们失望地发现，“真菌孢子”其实是有脚的，但它们是昆虫——鸟类吃昆虫，但不吃昆虫就很奇怪。“我现在觉得自己疯了，”马克尼克说，从膝盖上拔出一根巨大的刺。她穿的那条薄薄的尼龙裤子真的不适合玻利维亚森林。在她的脚下，一个蛇形的仙人掌和多刺的凤梨科植物缠绕在一起。周围刺灌木比较多。前一天晚上，我们在俯瞰巴拉圭边境的一个高地扎营。早餐包括冷咖啡、盒装果汁饮料和一小袋混合干果。途中，塔克斯伯里打破了原来的安排，意外地发现了一片胡椒地。他拿出一把卷尺，测量辣椒田的面积。马赫尼克是真菌专家。这是她第一次看到真菌在野外环境下破坏种子，也是她第一次体会到野外工作的艰辛。Tuxbury测量完胡椒田后，队员们开始分散开来，收集样本。塔克斯伯里挑选了一些水果来测量辣度。没有人能猜出这种水果的味道。有点像俄罗斯轮盘赌。“我有一种不好的预感，”塔克斯伯里说着，往嘴里扔了一颗胡椒。“啊！”他喊道。(回到西雅图的实验室，他们将品尝更多的样品。)塔克斯伯里从上到下仔细观察一株植物，寻找上面的食果害虫。在最后一次实地考察中，李维意识到真菌可能是由这些昆虫传播的。当其他队员在收集胡椒样本时，Levi因为肠道疾病不得不留在营地。为了打发时间，他用放大镜仔细研究辣椒。“我发现很多辣椒都留下了被虫子咬过的痕迹，剥了皮发现大部分种子都被真菌感染了。”这说明了两种可能性。第一，昆虫是真菌的传播者。第二，水果被虫咬后，更容易受到真菌的侵袭。“要证明辣椒素是用来对付真菌的，最重要的是在野外相邻的土地上种植不同辣度的辣椒，然后看它们各自抵抗真菌的能力。在最后一次探险中，塔克斯伯里雇佣了一个名叫唐·奥东的当地人来照看他在实验农场的65，438+0，000个辣椒。但是最后只有三个菌株存活下来。其他的都是因为董老师过分主动浇水淹死的。再次拜访这个偏远的农场，塔克贝利的脸上没有任何沮丧的表情。在一个叫Y uqueriti的小镇，我们发现了一种辣度很低的嫩野生辣椒。之后，我们再次南下，傍晚抵达查拉瓜岛，并在那里扎营。一觉醒来，塔克伯里突发奇想，想回到Y uqueriti，把那些略带辣度的野辣椒苗挖出来，移植到几百里外的安第斯山脚下的农场。农场原来的植物都是辣椒。在收获的季节，我们可以发现两种辣椒哪个更强。回到赫克斯伯里的热情是不可动摇的。6个小时后，我们回到皮卡车上，行李里装着89棵刚从地里拔出来的辣椒苗。两天后，我们到达了安第斯山脚下的农场。Tuxbury发现，在干旱和牲畜的双重毒害下，土生土长的辣椒正在走向死亡。他认为新搬来的秧苗不太可能在如此恶劣的环境下存活，于是他又找了一个农场。这位农民同意我们在他的玉米地旁边播种。他还答应帮我们照看这些幼苗，只收一小笔费用。塔克斯伯里兴高采烈，立即指示我们每隔一段时间种植低辣和高辣度的野辣椒苗。明年，当辣椒开花结果时，Tuxbury将能够验证他的观点是否经得起实践的考验。他需要更多的时间来获得更充分的证据。”“我希望在这个领域工作65，438+00到20年，”塔克斯伯里对最后一棵辣椒苗说恐怕这点时间不足以回答我没完没了的问题。"