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牛角瓜。图源：许建初研究团队 本文约3000字，阅读约6分钟
作者 | Linda Wong
出品 | 海潮天下
你可能没听说过牛角瓜？但它其实就在我们身边。在云南、广西这些地方的路边、荒地，甚至一些干热的山坡上，都能见到它。它长得不算起眼，叶子宽大，开白色或淡紫色的花，结的果子像个鼓起来的小气球，成熟后会裂开，露出带着绒毛的种子。以前，农村里有人拿它的纤维搓绳子，或者用它的乳汁治皮肤病，但大多数时候，它就是野地里自生自灭的杂木，没人太在意。
可谁能想到，就是这种不起眼的植物，现在居然被科学家盯上了，甚至可能成为解决塑料污染、替代合成纤维的“未来材料”？今天，我们就来聊聊牛角瓜的故事，看看它到底有什么神奇之处，以及科学家是怎么发现它的价值的。
这个案例特别有价值，特别是2025年8月塑料污染政府间谈判委员会第五次会议第二阶段会议（INC-5.2）在日内瓦的谈判正在如火如荼进行时的背景下。它是一个基于自然的解决方案（NbS)，未来在应对塑料污染、融合多个SDGs目标等方面的应用潜力颇大。
塑料污染的困境：
我们真的离不开化纤吗？
Beating Plastic Pollution
说到塑料污染，大家肯定不陌生。塑料袋、塑料瓶、包装盒……这些东西用起来方便，但丢起来可真是个大麻烦。它们几百年都降解不了，最后不是堆在垃圾场，就是飘进海洋，被鱼吃掉，再通过食物链回到我们的餐桌上。更糟的是，我们穿的衣服里，很多也藏着塑料——比如聚酯纤维（涤纶）、尼龙这些合成纤维，洗衣服时还会脱落微塑料，污染水源。
那有没有什么天然材料能替代这些化纤呢？棉花是个选择，但种棉花太耗水，还占耕地；羊毛、羊绒虽然好，但产量有限，价格也贵。于是，科学家们开始满世界找，看有没有哪种植物能长出又细又软又结实的纤维，既环保，又能大规模种植。
牛角瓜的意外发现
——有毒植物，变"黄金"
Nature-based Solution
就在科学家们四处搜寻的时候，中国科学院昆明植物研究所的许建初研究员团队，把目光投向了牛角瓜。
牛角瓜（Calotropis gigantea）是一种灌木至小乔木型植物，其茎叶富含白色乳汁，含有强心苷类等毒性成分，被归类为有毒植物。正是这些活性物质赋予了它天然的抗菌、抗螨虫特性，使其在传统医学中曾被用于外敷治疗皮肤病或驱虫。
其实，牛角瓜的纤维早就有人用过，比如印度、非洲一些地方的人会拿它的茎皮纤维编绳子，但从来没人认真研究过它的种子绒毛——那些看起来像蒲公英一样的白色细丝。
许建初团队在筛选全球500多种植物纤维时，意外发现牛角瓜的种子绒毛特别细，直径只有8~12微米，比棉花还细，跟山羊绒差不多。更神奇的是，这些绒毛是中空的，就像一根根微型吸管，所以特别轻盈、保暖。团队一测，发现它的保暖性竟然能跟羊毛媲美，而且比棉纤维更透气，还不容易起球。
“这不就是天然的'植物羊绒'吗？”许建初当时可能就是这么想的。如果这种纤维能大规模利用，那以后我们穿的衣服，可能就不是化纤或者真羊毛做的，而是来自这种野地里长的植物！
图源：许建初研究团队
第二十届国际基因组学大会武汉专场（ICG-20 Wuhan）现场摄影。©海潮天下（Marine Biodiversity）
这样，一种全新的天然纺织纤维——植物羊绒被成功发现了。这种纤维来源于萝藦科多年生植物牛角瓜的种子，其织成的面料不仅拥有丝绸般的滑爽质感，更兼具类似棉花的透气性和舒适性，堪称“植物界的羊绒”。
更令人惊喜的是，牛角瓜在非洲特别多，在干旱地区自然生长。
©图源：许建初教授团队 | 海潮天下（Marine Biodiversity）受权发布 科学家们进一步发现，撒哈拉以南的干旱和半干旱地区也生长着另一种白花牛角瓜，且资源十分丰富。
一项具有划时代意义的“非洲牛角瓜纤维研究开发项目”应运而生。过去的几年里，项目组在世界农用林业中心的支持下，深入非洲腹地，足迹遍布撒哈拉以南的马里、尼日尔、贝宁和肯尼亚等国，通过走村访户、实地考察，对非洲牛角瓜的生长环境和特性进行了深入的研究。科学家坚信，通过对牛角瓜的驯化和栽培，不仅有望在曾经荒芜的沙漠地区再现绿洲，重塑非洲古老的农业文明，更有可能开辟一条连接中非的崭新“丝绸之路”。这条新的“丝绸之路”不再仅仅依赖传统的贸易往来，而是建立在科技创新和可持续发展的基础之上。
第二十届国际基因组学大会武汉专场（ICG-20 Wuhan）现场，许建初教授的讲话。©海潮天下（Marine Biodiversity）
图源：许建初团队
科学家是怎么研究牛角瓜的？
Scientific Research
光发现纤维好还不够，得搞清楚它为什么好，才能想办法改良、推广。于是，许建初团队用上了最先进的"多组学"技术——说白了，就是从基因到分子层面，把牛角瓜的纤维研究了个透。
许建初在红河山地未来基地拍摄天然纺织纤维植物牛角瓜 图源：许建初
他们先给牛角瓜做了基因测序，就像给人做DNA检测一样，找到了控制纤维生长的关键基因。然后发现，在种子成熟的过程中，有个叫CgEXPANSIN的基因会突然活跃起来，让纤维细胞壁变松，形成中空结构。这就像吹气球一样，细胞壁一松，中间就空出来了，所以纤维才那么轻、那么保暖。
牛角瓜纤维，感觉一下。供图：许建初教授团队 另外，他们还发现，牛角瓜纤维里的木质素特别少（只有3.7%，棉花有10%以上），所以摸起来特别柔软，不像麻布那么糙。而且，牛角瓜天然抗菌、抗螨虫，特别适合婴幼儿。这些发现让科学家们兴奋不已，因为这意味着，未来，或许人类可以通过育种或者基因编辑，让牛角瓜长出更多、更好的纤维。
供图：许建初教授团队
从“毒木”到衣服，
牛角瓜怎么变成纺织品的？
Wearable
发现了纤维的特性，下一步就是怎么把它变成能用的纺织材料了。
不过，这里有个大难题：传统纺织纤维（比如棉花）的加工方法对牛角瓜不太适用，因为它的纤维太细，容易在加工时被破坏。
供图：许建初教授团队 许建初团队想了个聪明的办法——用生物酶来代替化学药剂处理纤维。传统方法脱胶（去除纤维表面的杂质）要用强碱、高温，既耗水又污染环境，还会损伤纤维。而他们开发的酶法工艺，不仅省水76%，能耗降了60%多，还让纤维保持完好。
现在，已经有企业开始试着用牛角瓜纤维做衣服了。这种“植物羊绒”织成的面料，既保暖又透气，还特别轻盈，而且完全可降解，穿旧了埋土里就能自然分解，不会像化纤那样污染环境。更棒的是，牛角瓜种起来特别省事，它耐旱、耐贫瘠，在荒地上就能长，不跟粮食抢地。
©海潮天下（Marine Biodiversity）
The 20th Annual Meeting of the International Conference on Genomics (ICG-20）| ©海潮天下（Marine Biodiversity）
©海潮天下（Marine Biodiversity）
塑料污染，无处不在。基于自然的解决方案（NbS)是时代所需。上图是2024年的一次“塑料污染条约谈判”会场外场景。摄影：xiuying | 海潮天下（Marine Biodiversity）
对抗塑料污染的新希望
Hope for a Cleaner Planet
除了做衣服，牛角瓜还能在更多地方帮我们减少塑料依赖。比如：
1、替代包装材料——它的纤维可以做成可降解的包装纸或缓冲材料，代替泡沫塑料。
2、医用敷料——因为纤维中空，可以吸附药液，做成缓释药物的伤口敷料。
3、过滤材料——中空结构能吸附微小颗粒，未来可能用于空气或水过滤。
而且，种牛角瓜还能修复生态。它在干热地区长得特别好，能防止土壤沙化，根部还能改善土质。在云南一些石漠化地区，农民已经开始种植牛角瓜，既赚钱又护土，一举两得。
许建初团队未来希望用基因编辑技术，想办法让牛角瓜长出更多、更长的纤维。他们还和服装企业合作，开发更舒适的“植物羊绒”面料。说不定再过几年，我们就能在商场里买到牛角瓜纤维做的T恤、毛衣，甚至家纺用品呢！
上图：许建初教授在第二十届国际基因组学大会武汉专场（ICG-20 Wuhan）上的学术报告。摄影：©Linda Wong | 海潮天下（CC BY-SA 4.0）
想想看，以后我们穿的衣服，可能不再是石油做的化纤，也不是耗水耗地的棉花，而是来自这种曾经无人问津的有毒植物。它不仅让我们的穿着更环保，还能帮地球减轻塑料负担。这大概就是科学最酷的地方——它总能从最平凡的事物里，发现改变未来的可能。
所以，下次如果你在路边看到牛角瓜，别当它是杂木了。它可能是未来的“绿色黄金”，正静静等待我们去发现它的价值。而像许建初这样的中国科学家，就是那个揭开自然奥秘、帮我们找到可持续发展答案的人们。
NbS·前沿
©海潮天下（Marine Biodiversity）
（注：本文仅代表资讯/个人观点。不代表平台观点。欢迎留言、讨论。）
图 | 许建初
文 | Linda Wong
出品 | 海潮天下
2025年8月10日
【引用本文】
Linda Wong.路边有毒植物变“黄金”！科学家发现能替代塑料的神奇植物：牛角瓜.海潮天下.2025-08-10
【参考资料】
许建初，中国科学院昆明植物研究所
https://people.ucas.ac.cn/~xujianchu
牛角瓜：https://www.cas.cn/kxcb/kpwz/201105/t20110507_3128798.shtml | 
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发表于 2025-8-10 11:50
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