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史上最漫长的实验,从半夜寻宝开始

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发表于 2021-5-13 02:37:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
2021 年 4 月的一个凌晨,几个人在夜色下聚集到了密歇根州立大学的某个秘密地点。
天上正下着雨夹雪,但糟糕的天气反而正合他们心意:此时无人出门,可以避免行踪暴露。他们头戴头灯,手拿铁锹、小铲和卷尺,为首的一个还捏着陈旧的纸质地图。对照地图一番丈量之后,几人锹镐齐下,开始在土壤中搜寻——必须要在天亮之前得手才行


神秘的 " 寻宝小队 " | DERRICK L. TURNER/MICHIGAN STATE UNIVERSITY
时间一点点过去,早起的鸟儿开始歌唱," 寻宝小队 " 着急了起来。幸好,他们及时在树根和石块之间摸到了要找的东西:那是一只玻璃瓶。
这些人并不是什么可疑分子,他们其实是在此工作的植物学家。他们挖掘的 " 宝藏 ",是一瓶埋藏了 142 年的种子。


装在玻璃瓶里的 " 宝藏 " | Derrick L. Turner/Michigan State University
漫长实验




这些种子并不是珍贵品种,而是一些寻常的杂草。它们属于一项十分漫长的科学实验:时至今日,这项实验已经进行了 142 年,接下来还要再等上 80 年才能全部结束
这项漫长实验的主题是观察休眠的种子。种子并不是总会很快发芽,在土壤中,它们可以休眠相当长时间,并在遇到合适环境时再生长成植物。那么,在种子失去活力之前,这种休眠状态最多可以维持多长时间呢?为了弄清这一点,植物学家威廉 · 詹姆斯 · 比尔(William James Beal)设计了这个实验。


照片中间站着的就是植物学家 William James Beal,这项漫长实验的发起人 | Michigan State University
比尔教授准备的玻璃瓶共有 20 个,每个瓶中都装满植物种子与湿润沙子的混合物。每个玻璃瓶中都有 1050 粒种子,它们覆盖了 21 个不同的物种,每种 50 粒。这些瓶子并排埋在土壤当中,沉睡在校园的某处。
漫长的观察始于 1879 年。最初,比尔教授计划每五年取出一瓶种子,测试它们是否还能萌发。而后来研究计划几经更改,取出种子的间隔也越来越长:1920 年开始,间隔延长到了 10 年,而 1990 年之后则改到了 20 年。最近的一次种子挖掘原本计划在 2020 年进行,但由于疫情原因,这次行动延后了整整一年。
代代相传




实验能延续至今,靠的是植物学家代代相传:上一位负责人退休时,会把实验交代给年轻的继任者。现在,这项实验的负责人弗兰克 · 特列夫斯基(Frank Telewski)已经是第 7 代了。他也已经年过 65 岁,正准备将实验传给下一代同事。
实验的交接看起来相当神秘," 挖宝 " 过程也颇有海盗风范,不过这背后的原因其实非常单纯。秘密交接 " 藏宝地图 " 是因为埋藏种子的地点需要保密,以防被外人挖走;而在夜色的掩护下完成 " 寻宝 ",则是因为不想让其他还要继续埋藏的种子见到阳光,以免影响实验结果


正在挖掘种子样品的研究者。他们使用绿色灯光,也是为了减少对实验的干扰 | Derrick L. Turner/Michigan State University
顽强萌发




那么,千辛万苦挖到的宝贝种子,究竟还能不能发芽?现在,这些在土壤中沉睡一百多年的种子大多已经失去活性。2000 年时,一瓶 1050 颗种子就只剩下 26 个能够发芽了。
而在这当中,有一个物种显示出了格外突出的生命力:它名叫毛瓣毛蕊花(Verbascum blattaria)。现在,样品中依然能萌发的种子几乎全部都属于这一物种。


生命力顽强的毛瓣毛蕊花(Verbascum blattaria),这是一种广泛分布的草本植物 | Sphl/Wikipedia
最初,比尔教授的研究目的主要是为农业提供参考:他想知道各种杂草要过多久才不会再从农田里冒出来。随着农业发展,最初的研究目的如今已经不再重要,不过现在的研究者依然认为这项实验很有意义。难得的长期数据能帮助人们更好地保存作物种子,也可以为改善生态提供参考


研究负责人 Frank Telewski 将取出的种子样品铺开 | Derrick L. Turner/Michigan State University
随着时间变迁,研究方法也发生了变化。最初,比尔教授只是将取出的种子样品与土壤混合,在适宜的条件下观察它们是否发芽。而现在,分子生物学家还可以了解种子内的微观变化:例如对 DNA 和 RNA 进行测量。
如果一切顺利,这场实验将在 2100 年结束。" 寻宝小队 " 现在的成员大概都无法看到这一天了,但 " 秘密宝藏 " 依然会继续在植物学家之间流传。

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