原創(chuàng) Annie Roth 科學(xué)藝術(shù)研究中心

歷史上保留下來(lái)的海藻樣本，像是這種海帶，被證明是科學(xué)研究的福音。（圖片來(lái)源：蒙特利灣水族館）對(duì)我來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么事情能比把一塊粘糊糊的海藻變成藝術(shù)品更讓人享受的了。從去潮池中搜尋完美的葉片，到把它們巧妙地排列在標(biāo)本夾中的一張紙上，整個(gè)過(guò)程每一步都非常令人愉悅。

這技術(shù)和人們壓花時(shí)所使用的技術(shù)是相同的，通過(guò)它，我?guī)缀蹩梢园讶魏卧孱?lèi)都變成一件可以持續(xù)幾個(gè)世紀(jì)的自然藝術(shù)品。雖然我壓藻是為了藝術(shù)目的，但藻類(lèi)壓制長(zhǎng)期以來(lái)都是科學(xué)研究中的一個(gè)手段。

19世紀(jì)英國(guó)女性做的壓藻，壓制者為Margaret Gatty。（圖片來(lái)源：生物多樣性遺產(chǎn)圖書(shū)館）

這種做法最早出現(xiàn)在19世紀(jì)的英格蘭，作為科學(xué)家和自然歷史愛(ài)好者保存和編目該國(guó)海岸上發(fā)現(xiàn)的各種海藻的一種手段。

壓制海藻是當(dāng)時(shí)女性非常熱衷的一個(gè)愛(ài)好。巧妙地保存海藻，是19世紀(jì)的她們?yōu)榭茖W(xué)做出貢獻(xiàn)的少數(shù)幾種方式之一。那個(gè)時(shí)代大多數(shù)科學(xué)領(lǐng)域都排斥女性，除了植物學(xué)之外，它被認(rèn)為算是一個(gè)適合女性的愛(ài)好。

多虧了早期藻類(lèi)壓制工作者的努力，許多自然歷史博物館收藏了大量可追溯到幾個(gè)世紀(jì)前的壓藻。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直依賴(lài)這些儲(chǔ)存庫(kù)，才能一瞥過(guò)去的藻類(lèi)物種。

1929年在華盛頓星期五港附近收集的紅藻。（圖片來(lái)源：蒙特利灣水族館）近年來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了幾種從上百年壓藻中提取數(shù)據(jù)的新方法，并用它們來(lái)解決一系列關(guān)于海洋的未解之謎，其中包括蒙特利灣毀滅性的沙丁魚(yú)漁業(yè)崩盤(pán)的原因。

在今年6月發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，蒙特利灣水族館的研究人員檢查了140多年前壓制的干海藻，以了解19世紀(jì)早期海灣的海洋狀況。他們和來(lái)自加州斯坦福大學(xué)霍普金斯海洋站和夏威夷大學(xué)的同事合作，收集到1878年-2018年間從蒙特利灣采集的海藻壓制物，并對(duì)其組織進(jìn)行了各種化學(xué)分析。

1892年在加利福尼亞州太平洋格羅夫附近采集的海帶大孢子蟲(chóng)。（圖片來(lái)源：蒙特利灣水族館）

報(bào)告的主要作者、蒙特利灣水族館研究所的研究技術(shù)員Emily Miller說(shuō)：“我們用的是古老而美麗的標(biāo)本，所以我們盡量采集其中最小的樣本。” 盡管有些標(biāo)本年代久遠(yuǎn)，“有點(diǎn)像皮革了”，Miller和她的研究小組還是能夠確定它們的氨基酸和蛋白質(zhì)組成、重金屬濃度和穩(wěn)定的同位素比值。

通過(guò)壓制保存海藻標(biāo)本的技術(shù)在過(guò)去幾十年里幾乎沒(méi)有改變。這是20世紀(jì)80年代采集到的一種石花菜屬樣本。（圖片來(lái)源：蒙特利灣水族館）

研究者們對(duì)當(dāng)中的氮穩(wěn)定同位素特別感興趣。藻類(lèi)能夠像海綿一樣從海水中吸收氮、磷和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)環(huán)境中氮含量豐富時(shí)，這一點(diǎn)就會(huì)反映在它們組織中的氮含量上。

他們分析了石花菜屬（Gelidium，一種紅藻）中的氮穩(wěn)定同位素，并將其與1946年的上升流記錄進(jìn)行比較。上升流指的是一種海洋現(xiàn)象，風(fēng)把溫暖的地表水從海岸推開(kāi)，把寒冷、營(yíng)養(yǎng)豐富的水從深海帶上來(lái)。

石花菜屬中的氮同位素含量反映了海洋中的上升流變化的情況。（圖片來(lái)自相關(guān)論文）

他們?cè)?946年至2018年間觀(guān)察到石花菜屬中的氮同位素濃度變化與上升流的歷史記錄密切相關(guān)，這表明，每片壓藻的氮同位素濃度直接反映了其生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)生的上升流的量。

了解這一點(diǎn)之后，研究人員就能利用藻類(lèi)標(biāo)本，從1878年開(kāi)始建立蒙特利灣的上升流記錄，將現(xiàn)有記錄延長(zhǎng)了近70年。

通過(guò)這種方法，他們發(fā)現(xiàn)了1950年代沙丁魚(yú)漁業(yè)崩潰的新信息，這場(chǎng)災(zāi)難摧毀了蒙特利的罐頭廠(chǎng)街，那里曾經(jīng)繁榮的罐頭廠(chǎng)和各色各樣的人們，啟發(fā)約翰·斯坦貝克寫(xiě)出了小說(shuō)《罐頭廠(chǎng)街》和《甜蜜的星期四》。

證據(jù)表明，在漁業(yè)崩潰之前的幾年里，蒙特利灣的上升流很可能由于氣候波動(dòng)而減少。再加上過(guò)度捕撈和其他因素，導(dǎo)致該地沙丁魚(yú)數(shù)量銳減。

蒙特利灣水族館首席科學(xué)家、這項(xiàng)研究的合作者Kyle Van Houtan認(rèn)為，了解上升流的變化如何影響過(guò)去的漁業(yè)，可以改善今天的魚(yú)類(lèi)資源管理方式。Kyle Van Houtan在水族館的海洋記憶實(shí)驗(yàn)室收集退潮時(shí)的海藻。圖片來(lái)源：蒙特利灣水族館

“有些物種就像計(jì)量表，反映了海洋中的變化給它們種群帶來(lái)的影響。有些物種對(duì)環(huán)境力量的適應(yīng)能力更強(qiáng)。我們對(duì)這些關(guān)系了解得越多，就越能預(yù)測(cè)未來(lái)會(huì)發(fā)生什么?！盫an Houtan說(shuō)，有助于我們更好地理解這些關(guān)系的數(shù)據(jù)，就隱藏在藻類(lèi)組織、鳥(niǎo)類(lèi)羽毛和海龜殼中，等待著被發(fā)現(xiàn)。

舉個(gè)例子，日本北海道大學(xué)的科學(xué)家最近通過(guò)檢查百年前海藻標(biāo)本館的化學(xué)成分，確定了19世紀(jì)末北海道近海鯡魚(yú)種群的密度。

北海道大學(xué)的科學(xué)家們?cè)谘芯恐惺褂玫睦险掌?。（圖片來(lái)自相關(guān)論文）

利用最新開(kāi)發(fā)的從壓藻中提取數(shù)據(jù)的方法，如同位素分析和DNA測(cè)序，科學(xué)家們已經(jīng)能夠測(cè)量人為污染物對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)的影響，記錄海洋群落結(jié)構(gòu)的變化，并為各種藻類(lèi)物種建立演化樹(shù)。

“舊的標(biāo)本館現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更有意義，”路易斯安那大學(xué)拉斐特分校生物學(xué)教授Suzanne Fredericq說(shuō)道，“古老的歷史收藏可以告訴我們很多關(guān)于未來(lái)的事情?！?/p>

盡管如此，許多藻類(lèi)植物標(biāo)本館的藏品都沒(méi)有得到充分利用，支持的資金也不足。保存這些收藏品對(duì)于增進(jìn)我們對(duì)海洋過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的理解至關(guān)重要，Miller也提到，“還有很多其他的科學(xué)問(wèn)題，人們可以用這些來(lái)回答。”

如果你想幫助回答這些問(wèn)題，或者又只是想尋找一個(gè)新的創(chuàng)意出口，她都建議你開(kāi)始?jí)褐圃孱?lèi)標(biāo)本試試?！斑@真的很有趣，也很容易做到。”你只需要一些紙板，幾張植物標(biāo)本紙，一堆厚厚的書(shū)，和一個(gè)打開(kāi)的想法。 “就像壓花一樣，只是濕了那么一點(diǎn)。”

原文鏈接：

https://www.hakaimagazine.com/article-short/scientists-use-seaweeds-to-travel-back-in-time

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