麥克阿瑟「天才獎」2013得主:植物是有靈魂的

2014年12月02日 11:53     評論»

2013-10-20 12:27

來源: 光明網

C. Kevin Boyce,古植物學家、2013年麥克阿瑟「天才獎」獲得者。圖片由麥克阿瑟基金會提供。

國家地理」網站報導,C.凱文·博伊斯(C. Kevin Boyce),是一位古植物學家,2013年麥克阿瑟「天才獎」獲得者。這位斯坦福大學的地理和環境科學教授,是一個規模雖小但很有影響力的古生物學家團隊的一員。他們通過研究遠古的植物化石,試圖從數百萬年前找到進化和氣候變化模式的線索。

植物擁有靈魂

博伊斯在哈佛大學古生物系研究生院,學習生命形式的進化和發展時,意識到他找到了一個新方法:「植物具有細胞保存功能,這個獨特的特徵能夠支持這些研究。」博伊斯說。

細胞保存意味著植物化石能夠完整的保存和揭示數百萬年前的植物內部功能。正是這獨特的保存功能解決了一些困擾博伊斯的問題,一些通過動物不能研究出的進化模式。「通過動物就比較困難了,」博伊斯說。「蛤殼就是個蛤殼,你不能從一個恐龍骨頭看出骨頭周圍的軟組織。但通過植物,你可以進行細胞解剖。每個植物細胞都有很強韌的細胞壁,也就是說,植物是有靈魂的而動物沒有。」強大的細胞壁是了解進化生物化學的關鍵,因為它保存了有機物質,而有機物質不但能透露植物的年齡,還能提供植物進化的線索。

氣候變化線索

但這些線索是什麽?我們可以將植物想像成溫度計,或反映周圍氣候的一類指標。

對於植物而言,水處理,又名蒸騰作用,就是整個系統內部的水流動,是生存的關鍵。回想一下,家裡的植物幾天不澆水的話會怎樣?乾枯、葉邊脆化?這就是植物在說它生病了,環境變得不適合它生長了。

博伊斯說植物的葉脈能向科學家透露這些反應。「如果植物正試圖吸收二氧化碳,就會失水,葉脈的密度就會增加,」他說。換句話說,當氣候變熱,植物就會呈現出多葉脈特徵來增強蒸騰作用。這是現在高森林砍伐率地區,如亞馬遜雨林,越來越多見的一種模式。

據博伊斯研究,植物結構進化和它與氣候關係是雙向的。「如果它們能失去更多的水,它將改變氣候,」他說。「僅從自然地理角度看熱帶地區,你會發現它將總是個多雨地區。正是這個植被基礎決定的。一旦森林被砍伐,維持環境的降雨量就會被破壞。」

這種葉脈和氣候間的相互作用不只發生在熱帶雨林,博伊斯說,在寒冷和高海拔地區也存在,該地區的葉脈由於氣溫上升已經發生變化。

過去就是一個反映現在和未來的自然生命的指標。「回到1億5千萬年前,熱帶雨林絕不是現在的生存模式,」他說。「離開了植物化石,我們就不能認識當今環境。」

關鍵字: 天才植物靈魂

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