最近，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在地鐵勘探時(shí)獲取了一份來(lái)自幾千年前的紫金山山麓的“花粉檔案”，其中的水稻型花粉說(shuō)明8 200年前就有了“南京人”，并且可能已經(jīng)吃上“稻米飯”，將新石器時(shí)代長(zhǎng)江下游的人類活動(dòng)記錄提前了至少1 200年。

搜集地層中沉積的花粉，不僅可以重建植被面貌，還可以研究人類活動(dòng)對(duì)植被的影響。曾經(jīng)，西方學(xué)者認(rèn)為水稻起源于4 000年前的印度。通過(guò)研究中國(guó)長(zhǎng)江下游河姆渡遺址中的花粉信息和水稻殘余，人們一舉將水稻的栽培歷史提前到7 000年前的中國(guó)。

花粉還是重要的氣候重建證據(jù)，當(dāng)?shù)貙又袑?duì)氣候敏感的植物花粉的百分比或含量出現(xiàn)明顯波動(dòng)時(shí)，可以反映出氣候的變化，從而重建古氣候的變遷。仙女木是一種生長(zhǎng)在極地寒冷地區(qū)的植物，通過(guò)對(duì)1萬(wàn)年前的歐洲仙女木花粉的研究，讓我們了解到全新世暖期之前的一次超強(qiáng)變冷事件，這就是“新仙女木事件”。

花粉游歷記

花粉是種子植物的繁殖器官，它們?cè)杏诨ǚ勰抑?。為了取得傳粉勝利，花粉往往采取“人海?zhàn)術(shù)”。德國(guó)植物學(xué)家波爾曾計(jì)算過(guò)，一朵歐洲榛子花平均含255萬(wàn)?；ǚ?。花粉成熟后，花粉囊裂開(kāi)，百萬(wàn)花粉大軍就此開(kāi)啟一場(chǎng)與雌蕊的單向奔赴之旅。

花粉身姿輕盈，其直徑一般為10～150微米，可以輕易隨著風(fēng)、流水、昆蟲(chóng)移動(dòng)。有些花粉還自帶飛行輔助裝備——?dú)饽遥軌蛟诳諝庵酗h浮上萬(wàn)千米。然而遺憾的是，即使可以飛翔千萬(wàn)里，也只有小部分花粉能落在雌蕊上，開(kāi)啟新的生命周期，大部分花粉都落到地球表面，被埋進(jìn)大地、海洋、湖泊、沼澤，甚至被“雪藏”進(jìn)冰蓋。

除了數(shù)量多、體積小，花粉還掌握了lG3IqW+1QkNQdjwiFXeJ3Tw8ZeRutgKmVgEv6Ma+BWg=萬(wàn)年不腐的技能。孢粉素是花粉外壁的主要成分，被譽(yù)為“植物界的金剛石”，使得花粉可免受各種腐蝕，被認(rèn)為是早期植物向陸地定植的關(guān)鍵。

植被指示器

“松下柴門閉綠苔，只有蝴蝶雙飛來(lái)。蜜蜂兩股大如繭，應(yīng)是前山花已開(kāi)?！彼未?shī)人饒節(jié)以生動(dòng)的筆觸描繪出蜜蜂收集了大量花粉的情景，此時(shí)蜜蜂的腿因滿載花粉而變得很大。

一只蜜蜂周身的絨毛間可攜帶500余萬(wàn)?；ǚ?，經(jīng)過(guò)“花粉梳”梳集到后腿的“花粉籃”后，仍有2萬(wàn)粒以上的花粉黏附在蜜蜂大腿的絨毛上。蜜蜂的“盤中餐”何以揭示氣候密碼？

17世紀(jì)晚期，顯微鏡的發(fā)明讓人們發(fā)現(xiàn)不同植物的花粉形狀、大小各不相同，這一特點(diǎn)有助于植物分類學(xué)的發(fā)展。不過(guò)，此時(shí)的花粉研究集中在現(xiàn)代花粉上。19世紀(jì)中葉，古老地層中的化石花粉被發(fā)現(xiàn)，并且每個(gè)地層的花粉形態(tài)、組合各異。自此，人們認(rèn)識(shí)到化石花粉也可以用來(lái)指示地層年代。20世紀(jì)20年代起，花粉就開(kāi)始作為建立第四紀(jì)地層單元和重建區(qū)域植被變化、環(huán)境演變的重要指標(biāo)。

一片森林中，喬木錯(cuò)落生長(zhǎng)，宛如巨人，腳下是低矮的灌木與草叢。植物的生存、生長(zhǎng)和分布離不開(kāi)合適的生態(tài)因子，包括氣候、土壤、生物、地形和人為因素，因此森林中的這種錯(cuò)落分布并非全無(wú)規(guī)律。通過(guò)層層堆疊的沉積物里的花粉，可以指示出沉積時(shí)附近生長(zhǎng)的植物群落，從而重建出植被狀況、氣候狀況。

以榆屬植物為例，榆屬植物耐旱，對(duì)土壤要求不高，在我國(guó)廣泛分布，尤以長(zhǎng)江流域以北為多。當(dāng)沉積物中的榆屬花粉出現(xiàn)驟降，說(shuō)明當(dāng)時(shí)的氣候可能變得更加潮濕或寒冷。饑荒年代，古人還常以榆錢、榆葉補(bǔ)充口糧。因此，榆屬花粉的減少還可能指示荒年的出現(xiàn)。

需要注意的是，僅憑一種花粉的含量變化不能直接下結(jié)論，還應(yīng)該結(jié)合花粉組合、地理狀況和文獻(xiàn)資料等進(jìn)行綜合考慮。

火眼金睛識(shí)花粉

科研人員要利用花粉來(lái)復(fù)原環(huán)境和氣候變化，需要進(jìn)行包括提取花粉、鑒定花粉、分析花粉在內(nèi)的一系列復(fù)雜流程。

想獲得這些花粉，就要先采集沉積物樣品。為了獲取鉆孔中的化石花粉，科研人員需要在泥地里跋涉、在波濤里航行，到海洋、湖泊、沼澤、冰蓋里進(jìn)行采樣。獲取樣品后，要馬上密封冷藏，避免空氣中的孢粉干擾?；氐綄?shí)驗(yàn)室，還要進(jìn)行一系列處理工作，才能獲得想要的花粉。獲得花粉樣品后，接下來(lái)就是進(jìn)行鑒別。冷杉屬和松屬這兩種高大樹(shù)木的花粉十分相似，個(gè)頭大的是冷杉屬花粉，個(gè)頭小的是松屬花粉。仔細(xì)看，它們的“帽子”也不一樣，冷杉屬花粉的“帽子”中間最厚，越到邊緣越??；而松屬花粉的“帽子”在邊緣處會(huì)有加厚。雖然冷杉屬花粉和松屬花粉都是松科植物的花粉，但是細(xì)微之處的不同便可以幫助科研人員進(jìn)行區(qū)分，這就是花粉鑒定?？蒲腥藛T借助顯微鏡觀察花粉時(shí)，就像偵探一樣由表及里地進(jìn)行觀察，先觀察花粉的形狀，判斷它是單?；ǚ圻€是復(fù)合花粉，再看萌發(fā)器官、紋飾、大小等?；ǚ垡话憧梢澡b定到科、屬級(jí)別，少量的甚至可以鑒定到種級(jí)別。

通過(guò)對(duì)地層中花粉的統(tǒng)計(jì)，就可以繪制出花粉的眾生態(tài)——花粉圖譜，由此可以對(duì)應(yīng)了解當(dāng)時(shí)的植被，還原出當(dāng)時(shí)地面上長(zhǎng)了哪些喬木、灌木、草本等。這些對(duì)應(yīng)的植被中，有一些種類十分特殊，對(duì)環(huán)境變化尤其敏感，可以反映氣候的冷暖、干濕狀況，進(jìn)而從植被組合信息中提取出氣候變化數(shù)據(jù)。

過(guò)去是認(rèn)識(shí)未來(lái)的鑰匙，化石花粉中包含了過(guò)去氣候的密碼，只要耐心地發(fā)掘和辨識(shí)，氣候的真相終將大白于天下。

（責(zé)任編輯：白玉磊）