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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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“明”死了,是科学家在乱搞吗?   

2013-11-19 15:00:21|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:Ent

拜著名不靠谱小报《每日邮报》所赐,这只叫“明”的北极圆蛤(Arctica islandica,不是我们日常吃的北极贝)又火了。所以,有几件事情有必要开篇澄清一下:

  • “明”死于2006年,死因可能是它的壳被撬开数生长纹——但是在此之前它可能已经死于被捞上来后的失水。撬开之前没人意识到它活了这么久。
  • 北极圆蛤生活在潮下带,需要用挖泥铲。那一铲大概挖上来3000个各种贝壳,“明”只是其中之一。
  • 整趟探险共收获了约200个北极圆蛤,相比之下2012年美国商业捕捞一年生产了大约1700万千克北极圆蛤蚌肉。渔业几乎肯定挖到过年龄更大的蛤,只是他们不知道而已。
  • 2008年发表的论文认为它活了405-410年,但2013年3月的新论文采用了新的计数方法,修正为507年。
  • “明”不是最老的生物,植物也是有存在感的!不考虑群体生物的话,活得最久的非克隆个体是一株5062岁的刺果松(Pinus longaeva)。就算在动物里,也有别的贝类不比它差——但是那些贝类没有这么精确的定年手段。“明”只是“已知精确测定过的活得最久的多细胞个体动物”。
  • 顺便说,它的性别被鉴定为“spent(?)”,大致意思是“人未亡,精已尽”……很多贝类是雌雄异体的,但这一只可能因为年龄太老,性腺已经萎缩了,难以辨认。所以它的牺牲对种群可能反而是好事。

但不管怎么说,能捞到一只和哥伦布近乎同时代的蛤,也算是件了不起的事情。

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【这就是“明”唯一的一张完整照片,它的所有参数均在标签上有所注明。图片:Bangor University】

我们要怎么知道一只贝的寿命呢?

树有年轮,贝壳上也有生长纹,这是不同时节生长速度快慢变化导致的。在理想的环境下,一年的季节变化会带来一个快速生长期(夏)和一个缓慢生长期(冬),形成一轮。

温带热带的贝壳容易受环境影响,生长纹和年对不上;但极地的没问题。80年代罗伯·维特巴尔德(Rob Witbaard)提出生长纹可以用来衡量北极圆蛤年龄,这一方法已经被接受。

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【图中的细黑线所指的范围即为蛤一年的生长纹。图片来源:Rob Witbaard】

外表面很脏,没办法数生长环,来自英国班格尔大学的贝壳研究者保罗·巴特勒(Paul Butler)等人就把捞上来的北极圆蛤都撬开,计算年龄。他们这一趟出海捞了两百多北极圆蛤,但每年商业捕捞的圆蛤成千上万,不差这几个嘛。

等数完了他们才发现问题:擦咧,有个贝壳有405个生长纹,说明它出生在中国明朝的时间!当时已知最久的贝只有374岁,这只刷新了新记录。

晚了,它已经卒了。

所以,只能给它起个名字纪念了……

2008年,那篇论文发表在《放射性碳同位素》上,文中修正估计为407年。

知道了又有啥用呢?

但是请注意,这帮科学家是捞贝壳不是用来玩儿的,他们有更严肃的目标:还原过去一千年的气候。

气候变化是大话题。要想知道我们现在的温度上升是不是异常,我们得知道过去的气候变化历史。办法有很多,其中就包括利用贝壳。还记得贝壳的生长纹怎么来的吗?纹由生长速度决定,而对于冷血的贝类而言,生长速度和温度的关系非常密切。我们可以根据纹路的宽窄反推出历史上的温度变化。

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【即使是从外表面观察,我们也可以发现北极圆蛤表面一圈圈的生长纹。图片来源:Wiki Commons】

北极圆蛤很长寿,两三百年的并不罕见,不过目前还没发现哪个圆蛤能活一千年。但这不是问题,我们可以用比对的办法把几个蛤的记录连在一起。

假设我们把“明”的纹路宽窄数字化,得到一串数字86753092473621(是我编的,下同),每个数字代表这一年的平均温度。因为“明”的生卒年份我们都知道,所以我们能把这些数字都对应到历史上的具体年份。

然后我们捞上来另一个死去的贝壳,它的纹路数字化得到39784791048675309。虽然我们不知道它的生卒年份,但把这串数字和“明”的对比,我们会发现——咦,它的后半部分和明的前半部分一样啊。很有可能这两段记录的是同一段时间,所以,把它俩拼起来,我们就得到了一段更长的记录——397847910486753092473621,每一个数字也都能对应到历史年份。

只有两段的话当然有可能是巧合。但是捞得越多,巧合可能性越低。研究者做了几十个这样的北极圆蛤,连成了一段长达1357年的气候变化记录,连同大量的其他数据一起发表在2013年3月的《古地理古气候与古生态》上。

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重新计数是怎么回事呢?

你可能发现了,上面那张图里没有405岁的蛤,却有一只507岁的。

这就是他们“重新数”的结果了。标准的数法是在靠近中心区域的地方数纹,这里纹之间距离略小,但更清晰、更不易受外界环境干扰。但是标准做法是在英国确立的,冰岛的蛤更小,寿命更长,有些纹已经细到数不太清楚了。

因此在这篇新文章里他们改良了实验方法,选取了靠近边缘的纹路,并与其它的贝壳对比校正,得到了这个新数字。

注意,不管是旧方法还是新方法,数的都还是壳的内表面,贝壳都是得撬开的。所以被试的蛤注定要为科学献身。好在长寿的北极圆蛤不难找,光研究者的一个小区域内小采样就得到了这么多三百岁以上的蛤,可以想见肯定有更长命的北极圆蛤还在海底静静生活着呢。论文作者之一阿兰?瓦纳马克(Alan D. Wanamaker Jr.)认为,找到600岁的圆蛤也不算稀奇。

不过600岁如果和植物比起来又是小巫见大巫了,很多别的长寿生物可以在这里看到。

总之,这事儿完全谈不上是什么乱搞,科学家撬开它之前也不知道它多大年龄。507岁虽然是个记录,但它的记录地位也几乎肯定很短暂。有些时候牺牲也是必要的,俗话说得好,不打破几个鸡蛋,怎么做蛋卷嘛。

参考资料

  1. Wanamaker A. D. et al., Very Long-Lived Mollusks Confirm 17th Century AD Tephra-Based Radiocarbon Reservoir Ages for North Icelandic Shelf Waters. Radiocarbon (2008) 50(3):399–412
  2. Butler P. G. et al., Variability of marine climate on the North Icelandic Shelf in a 1357-year proxy archive based on growth increments in the bivalve Arctica islandica. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (2013) 373:141–151
  3. Roach J., 405-Year-Old Clam Called Longest-Lived Animal. National Geographic News (2007)
  4. Brix L., New record: World’s oldest animal is 507 years old. ScienceNordic (2013)

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本文已发表于果壳网

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