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植物中的有毒成份,尼古丁比氰化物毒性更強!──《改變世界的碳元素》

PanSci_96
・2020/12/10 ・1943字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 505 ・六年級

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有毒植物種類眾多,含有劇毒烏頭鹼(aconitine)烏頭毒草最為著名,但在插花材料、市售的園藝植物當中,還有其他許多花卉具有毒性。

水仙、鈴蘭、菸草含有什麼毒?

水仙的葉子常被誤以為是韭菜,幾乎每年都會發生誤食造成的意外。近來傳出鈴蘭的根「被誤認為茖葱而食用」的事故。園藝用的植物有些是有毒花卉,務必閱讀植株的注意說明事項。

水仙的葉子常被誤以為是韭菜,因而造成誤食。圖/EOL

鈴蘭的毒相當強,尤其對心臟效果明顯。曾有過兒童誤飲鈴蘭的插花水,結果喪命的事故。鈴蘭的花束散發芳香,雖然看似浪漫,但可能因此賠上性命。

前面的有毒物質排行榜,氰酸鉀(氰化鉀)KCN 上面是尼古丁。換言之,比起懸疑劇常出現的氰酸鉀,菸草的尼古丁是更強力的毒。過去,曾經傳聞「3 根紙捲菸草能夠殺死成人」。雖然不能稱為毒物,但香菸另含有的焦油具有致癌性。因此就許多方面來說,抽菸是需要警惕的行為。

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「蓖麻毒素」是最強的植物毒素

有毒物質排行榜第三名是蓖麻毒素(ricin)。蓖麻毒素是從花朵美麗的蓖麻種子取得的毒物,被視為最強的植物毒素。蓖麻毒素歸類為蛋白毒,這種毒的毒性很強,僅需 1 分子就能殺死 1 個細胞。

蓖麻種子中的蓖麻毒素,被視為是最強的植物毒素。圖/EOL

蓖麻的種子是蓖麻籽油的原料。蓖麻籽油大量用於工業、醫療業,由於每年有 100 萬公噸的蓖麻種子榨油,因此令人疑惑是否可從殘渣取得大量的蓖麻毒素,但還好榨取蓖麻籽油會用高熱焙炒種子,蓖麻毒素是蛋白質,加熱後會變性成無毒。不過,還是建議懷孕中的婦女少碰蓖麻籽油。

其實「蕨菜」具有毒性!

蕨菜(Pteridium aquilinum)是一種美味的野菜,但含有致癌性毒物原蕨苷(ptaquiloside)。原蕨苷具有短暫性的毒性,一些放牧的牛隻吃到會排出血尿、倒地昏迷。

然而,人類食用蕨菜卻沒有發生問題,這是因為在食用之前會去除澀味。去除澀味是指,以溶解木灰的鹼液或碳酸氫鈉(小蘇打)加水滾煮的步驟。鹼液、碳酸氫鈉水為鹼性,可使原蕨苷加水分解成無毒的物質。祖先的智慧真是不容小覷。

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蕨菜經過妥善處理後便能食用。圖/EOL

行道樹的「夾竹桃」帶有劇毒!

行道樹的夾竹桃帶有劇毒,從花到根都有毒性,根部周圍的土壤也會被毒素汙染,真是毒得相當徹底。不僅如此,燃燒折斷的夾竹桃樹枝所產生的煙霧也有毒性。過去曾經發生過使用夾竹桃樹枝烤肉的意外事故。因此,種植這樣的植物作為行道樹,需要注意毒性的問題。

夾竹桃帶有劇毒,種植為行道樹時應注意其毒性問題。圖/EOL

帶有悲傷故事的「石蒜」

入秋後,石蒜的紅就會布滿遍野。石蒜的根帶有毒性,但它們是靠根莖繁衍,需要人類種植才有辦法增生。為什麼要種植這種毒草呢?理由有兩點。

其一,可用來防止鼴鼠等地底動物靠近。鼴鼠會在田梗處挖洞,造成灌溉水流失,對稻作帶來傷害。為了防止這樣的情況,農夫會在田裡種植石蒜。另外,墓地長有許多石蒜也是相似的理由。以前的人採取土葬,哀傷地埋葬了重要的親人後,種植石蒜可防止遺體遭到動物破壞。

艷麗的石蒜除了觀賞用之外,也能防止野生動物破壞稻田。圖/EOL

另外,石蒜可作為救急作物。以前的人經常遇到饑荒,饑荒時最後的食物是救急作物。石蒜的根含有石蒜鹼(lycorine)毒物,沒辦法直接食用,但石蒜鹼為水溶性物質,仔細用水清洗便可洗去毒素,最後留下澱粉食用。然而,味道不怎麼好吃,僅有饑荒的時候才有人食用。

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石蒜不受日本人喜愛,這可能跟其形象為「伴隨著人類悲傷的花朵」有關。

──本文摘自《改變世界的碳元素》,世茂出版,2020 年 09 月 30 日
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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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法國兒歌竟然唱「我有超棒的菸草,你沒有…」?!——《植物遷徙的非凡冒險》
時報出版_96
・2023/09/03 ・1869字 ・閱讀時間約 3 分鐘

我有超棒的菸草,但你沒有!

法國兒歌〈我有超棒的菸草〉唱道:「我的菸盒裡有超棒的菸草。我有超棒的菸草,你沒有⋯⋯」超棒的!

我們讓天真的孩子知道抽菸能帶來愉悅感(雖然抽菸有害健康),以及要如何輕蔑地挖苦朋友(這菸超棒,但你沒有!)。

傳說這首兒歌的作者是作曲家暨詩人拉泰尼昂(Gabriel-Charles de Lattaignant, 1697–1779),這代表兩件事:當時菸草已經遍布法國,而且是最令人開心的作物之一。

發現菸草的尼古丁

菸草的學名是 Nicotiana tabacum,自十六世紀起引入法國。拉丁文屬名「Nicotiana」的取名緣由並不是因為菸草含有尼古丁(nicotine),正好相反,1828 年人類分離出尼古丁時,使用菸草的學名為這種惡名昭彰的物質命名。

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菸草的學名是 Nicotiana tabacum。圖/wikipedia

而「Nicotiana」又來自菸草的「發現者」尼柯(Jean Nicot, 1530–1600)。這裡的引號十分必要。

首先,早在歐洲人之前,美洲印第安人自古以來都有使用菸草的習俗。接著,尼柯不是在亞馬遜發現菸草的人,他甚至從來沒離開歐洲!

尼柯只是將菸草引進法國。最後,雖然他享有引入這種害草的光環,但他甚至不是第一個引入菸草的人。他真的不是!尼柯偷走了另一個人的貢獻,真正引入菸草的人是個更富有冒險精神的修士,名字叫做特維(André Thevet, 1516–1592)。

特維才是真正的菸草引入者

特維的貢獻經常遭人遺忘。如果惡名昭彰的尼古丁叫做「特維丁」,那我們可能就比較記得他(不過黃夾竹桃糖苷的法文的確是「特維丁」,得名自拉丁文學名為「Thevetia」 的黃花夾竹桃──命名緣由的確就是特維)。凱撒的該還給凱撒,那特維的也該還給特維。

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特維生於 1503 或 1504 年的法國西南小鎮安古蘭⋯⋯也 有可能是 1516 年(畢竟太久以前了,沒有人清楚)。他生於農家。

10 歲時,可憐的特維即便不樂意,仍然被送到修道院,之後成了修士。他曾短暫念過書,但沒念過植物學。很驚人嗎?他的這點缺陷瑕不掩瑜,畢竟他讀了不少名家鉅作,包括亞里士多德和托勒密等等。

德勒(Thomas de Leu)筆下的特維。圖/時報出版

此外,他尤其有著強烈的好奇心,十分渴望認識這廣大的世界。這並不意味著他想還俗,只是書籍和旅行都比修道院生活還來得有趣太多了。

如果你去了里約,別忘了帶點菸草回來

他從短程航行開始:義大利、巴勒斯坦、小亞細亞。特維回來時簡直興高采烈,而命運很快又帶給他另一個機會,得以參與一場宏大的冒險。

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國王亨利二世派出軍官暨冒險家維爾蓋尼翁(Nicolas Durand de Villegagnon, 1510–1571),希望在巴西建立法國殖民地。

於是我們天真無邪的僧侶特維啟程前往南美洲,但他不是為了參加里約熱內盧的嘉年華,也不是要去度假勝地科帕卡巴納享受日晒,更不是要大跳森巴舞。

要記得,特維是名僧侶,而巴西也只是葡萄牙人在五十年前發現的一個新興地區。而且,新建立的殖民地將命名為「南極法蘭西」(France antarctique)。共有 600 名移民隨著維爾蓋尼翁和特維一起前往新大陸。

特維對他發現的一切事物都感到驚奇不已。他彷彿不停地低聲唱著名曲:「如果你去了里約,不要忘記登高望遠」。

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安德烈·泰維特《黎凡特宇宙學》。圖/wikipedia

他還將所有的新鮮事物稱為「singularitez」(特維自創的字,與「singularité」〔獨特性〕發音相同且拼寫相似)。

當時仍 是文藝復興時代,人類對世界的認識還相當有限,因而還請各位讀者海涵特維看似幼稚的傳奇行徑。

他履行冒險家的職責,蒐集不少樣本:植物、鳥類、昆蟲,甚至還有印第安人的武器、物品和一件羽毛長袍(當然不是為了嘉年華的扮裝,而是為了學術用途)。

有些人嘲笑不務正業的特維其實最想抱回家的是獎盃。別忘了,他在船上的職務其實是神父,而不是博物學家。但無論如何,他有著觀察入微的靈魂,並且渴望知識。可惜他在新殖民地的時光很快就落幕了⋯⋯

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——本文摘自《植物遷徙的非凡冒險》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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一個願打一個願挨?亦敵亦友的漸狹葉菸草和菸草天蛾——《惡棍植物》
時報出版_96
・2023/08/09 ・1437字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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會召喚捕食者天敵的野菸草

有種名為「漸狹葉菸草」(Nicotiana attenuata)的品種非常特別,具有溝通的能力,還有非常奇特的行為模式。這種菸草在法文稱為「野菸草」或「郊狼菸草」,生長於美國和墨西哥北部。

漸狹葉菸草。圖/wikipedia

當毛毛蟲向漸狹葉菸草發動進攻時,這種菸草會向毛毛蟲的天敵發送化學訊息來呼救。真令人驚奇!漸狹葉菸草之所以產生尼古丁,是為了避免害蟲啃食。不過尼古丁並非每次都能發揮作用。

菸草天蛾(Manduca sexta)的幼蟲便是這種菸草的天敵之一,牠們能夠大口吃下足以致人類於死地的尼古丁量,再將尼古丁排泄出來。這種毛毛蟲甚至透過這種方式來躲過狼蛛(Camptocosa parallela)等天敵。

菸草天蛾的幼蟲把口臭當成武器

每次呼吸,菸草天蛾的幼蟲都會排出尼古丁,以臭氣保護自己。換句話說⋯⋯牠把口臭當成防禦武器!

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菸草天蛾的幼蟲把口臭當成防禦武器!圖/GIPHY

如果你覺得前面的描述已經夠驚人了,底下還有更勁爆的!當漸狹葉菸草遭受毛毛蟲攻擊時,會分泌氣態的揮發性化合物,藉此吸引一種名為「大眼長椿」(Geocoris)的椿象。

這種椿象將為蟲卵及幼蟲帶來生命的終結。這種揮發性化合物的味道和割草後的味道相同。事實上,割草後出現的味道,其實是植物遭攻擊後散發的不特定分子。

2011 年,學者發現漸狹葉菸草只會分泌特定的分子,可以分類為兩種 配置:「同分異構物 Z」和「同分異構物 E」。通常菸草會釋放較多的同分異構物 Z。但毛毛蟲唾液的化合物可以轉化同分異構物 Z 和 E,進而吸引大眼長椿。

野菸草的保命方案不只一種

不過,大眼長椿不會攝食肥大的毛毛蟲。因此,漸狹葉菸草又準備了備案:透過毛狀體(細小的凸起處)分泌毛毛蟲喜愛的甜液,貪吃的蟲隻將因此付出代價,畢竟貪吃是種罪惡。牠們吃下的甜液將讓牠們散發出瓊漿玉液般的美味⋯⋯讓這些毛毛蟲變得更令人垂涎三尺!

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這種香味將吸引牠們的天敵──前來大快朵頤的羅紋鬚蟻(Pogonomyrmex rugosus)。這些毛毛蟲彷彿是敢死隊,自己召喚了會將自己生吞活剝的其他昆蟲。

野菸草和菸草天蛾究竟是敵是友

菸草天蛾幼蟲和漸狹葉菸草的關係十分複雜,但這還不是故事的全部!

雖然菸草天蛾幼蟲是漸狹葉菸草的天敵⋯⋯但菸草天蛾的成蟲卻會協助漸狹葉菸草散播種子!這麼說來,菸草天蛾到底是敵是友?漸狹葉菸草陷入了兩難,既不能讓自己被啃食殆盡⋯⋯又不能消滅協助繁殖的菸草天蛾!

菸草天蛾的成蟲會協助漸狹葉菸草散播種子。圖/wikipedia

此時,一種具有調節機制的物質出現了!漸狹葉菸草的基因 能夠調節揮發性化合物「(E)-α- 香檸檬烯」的產生。白天,葉子會產生這種化合物,以便吸引大眼長椿來消滅菸草天蛾幼蟲。晚上,又由花朵來產生這種化合物,藉以吸引菸草天蛾的成蟲。

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大自然可真是無奇不有!我相信漸狹葉菸草的這個特殊策略肯定十分成功!

——本文摘自《惡棍植物:關於刺痛、燃燒、致死植物的驚人故事》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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