一窥年轻科学家的旷野青春

　　最近,中国科协科普部、中国科学院科学传播局、央视创造传媒联合出品了一系列科学人物短视频《旷野青春》,讲述的是21世纪几位中国年轻科学家在相对小众领域进行科考的故事,叙述他们在人迹罕至的大自然中找到真理和抵达美景时的探险经历与心路历程。第一季讲述的包括有“树语者”“种子猎人”“大象谈判师”等科学家的故事,值得称颂。

　　树语者

　　地球上的冰川正在大幅度地融化,如何更多地了解冰川是当下最紧急的科研话题之一。冰川流动时,会裹挟着汽车大小的巨石翻滚而下堆积成垄,从而形成一种叫冰碛垄的地貌,垄上又会长出植物。人们发现,通过这些植物的生长痕迹可以了解冰川的变迁。中国科学院青藏高原研究所的朱海峰教授就是这样一位“树语者”。

　　冰川,是地球上重要的淡水资源。距今6500万年前,青藏高原开始隆升,气候开始变得极端,这个世界上最高的陆地正是我国主要的冰川分布区。在中国的西部,厚厚的冰川至今仍覆盖着五万多平方公里的土地。朱海峰就长年探寻在青藏高原之上,翻越一个又一个冰碛垄,穿越一片又一片原始森林,力图找到冰川离开后最先长出的那棵树,取出它的年轮记录,来验证自己对冰川和气候变迁的猜测。博士后期间,他就开始了对古冰川的研究,一做就是整整十年。他笑着说:“干这行成就感很强。尤其是当你钻了十几棵树,发现和自己猜想的全都一样的时候。”

　　十年间,他和他的学生们先后去过巴基斯坦的克什米尔、尼泊尔和我国西藏、四川、新疆等地。他们先在实验室里进行冰川变迁的推演,然后就在这些冰川遗址上去寻找最老的一批树去验证自己的想法。他们用生长锥钻入树皮,钻过髓心后再缓缓取出树木年轮样品,通过树木年轮的年代,就可以推算出冰川离开这里的时间。

　　这个过程中他们遇险无数,有时是因为冰碛垄突然垮塌,差点被活埋,有时是被融化的冰川水阻断退路,朱海峰还因为长期行走在冰冷淤泥里,脚部感染了病菌,多年不愈。但朱海峰认为冒险去“给树打洞”非常值得,因为树木年轮分辨率高、定年准确,不仅能大大提升冰川变化历史的测定精度,还含有大量过去气候变化的信息,对于同时研究古气候和古冰川变迁的人来说价值非凡。2019年朱海峰将这项科学方法的研究成果发表在国际期刊《地球与行星变化》上。目前,这一方法已经有国际同行在南美开展冰川研究时尝试使用并进一步完善。

　　对冰川越了解,朱海峰就越惋惜。他说在高原上,发现很多树都很年轻,这说明这里的冰川只是近几十年内才消失的。在过去的三十年里,青藏高原上的冰川面积已缩减了15%之多,研究气候变化对冰川的影响变得迫在眉睫。同时,他们也发现,面对冰川消融,我们还应辩证地看待与科学地解决。因为冰川消融对人类的影响不全是负面的,更多的时候它是一柄双刃剑。比如根据中国科学院发布的《西藏高原环境变化科学评估》报告,尽管青藏高原上冰川的消亡加速了沙漠化,让冰川泥石流这种自然灾害趋于活跃,却也令青藏高原水循环速率大大加快,野生动物的栖息地也在不断扩大,但更多长期的影响我们犹未可知。相比起瑞士那个“死亡”的皮措尔冰川来说,青藏高原上的一些冰川仍具有很强的生命力。

　　种子猎人

　　2008年,挪威政府斥资900万美元建设了斯瓦尔巴全球种子库(《羊城晚报》2018年12月22日曾有相关报道《走进挪威的“全球种子库”》),目前这里存放的来自全球各地的种子已经超过百万份。2015年这里曾迎来首个前来“取货”的客户——因为叙利亚内战的爆发,中东地区位于阿勒颇的种子库遭到了战火破坏,所以他们不得不提交申请,取出了曾经备份的130箱种子重建种子库,并用以研究适合中东地区的作物。

　　早在2005年,中国也着手建立了自己的第一个国家级野生生物种质库,全称是中国西南野生生物种质资源库,隶属于中科院昆明植物研究所。这里已收集保存种子10048种80105份,使我国34.5%的种子植物实现了战略安全保存。

　　在种质库建设初期,中国一直处于“跟跑”状态。然而中国团队在长期跟跑的过程中,也发展出了一些独特的优势。比如得益于中国移动互联网行业的飞速发展和智能手机的普及,昆明植物所还开发了Biotracks软件,能支持从野外采集到信息的录入,再到数据分析以及很多相关工作,大大降低了采集团队的工作强度。而目前全国有95个高校研究所15个自然保护区参加了种子采集保存工作,也令我国种质库库存增幅迅速,从2006年到2018年已每年新增种子6500份。

　　“种子猎人”就是指这些收集种子的人。采集这些植物种子是一项极其漫长、枯燥并充满危险的工作。可以说,种质库采集队的每个人都是野外科考的专家、识别植物的高手,但他们每年至少有1/3的时间是在野外度过的。有些时候他们要像福尔摩斯一样,根据百年前文献中的模糊线索,一点点推理出植物可能生长的地方;有的时候又要像精明的猎人一样追随着现场的蛛丝马迹找到目标植物。他们白天要爬山采集种子、标本,拍摄照片,记录数据,晚上还必须立刻处理种子、压制标本、整理数据。每一次出动,他们都是长时间处于身体和精神高度紧张的状态。因为种子采集回来后,都必须及时进行登记信息,包括时间、地点、经纬度、种子的最初质量、数量和包装情况等,进行建档和管理;然后要进行干燥处理工作——刚采的种子含水量高,如果不能及时干燥,种子很快就会老化,而种子最终要保存在零下20℃的冷库中,不干燥彻底的话,种子内的水分会形成冰晶导致种子死亡——此阶段完成后,仍需要对种子进行清理,才能得到饱满而纯净的种子。

　　张挺是昆明植物所中国西南野生生物种质资源库采集员的领队,也是一位植物分类方面的老手。他强调说,科考不是冒险,好的计划才能规避危险。他们每次出行,背包都好像一个百宝袋,里面装着各种看似普通却功能丰富的道具。睡袋、帐篷、采集工具这些自不用说,还有各种解毒用具。张挺在2012年带队前往广东最高峰的所在地——乳源南岭寻找中国白丝草时,就曾与一条竹叶青蛇贴面而过——当时他为了给这种纤细的、长度基本超不过六厘米的草本植物拍照,不得不蹲下用微距镜头顶在植物跟前完成拍摄,直到后来检查照片时,他才发现刚刚的照片里,有条竹叶青蛇就盘悬在白丝草的上方。

　　正是像张挺和他的同事们这样的“种子猎人”走遍了中国的十万大山,采集回来数千种植物的种子,充实了中国的种质库,也保护了中国野生植物的基因库。但我们仍然希望,人类能更好地爱护大自然,永远都不需要动用到种质库里的种子。

　　大象谈判师

　　2019年12月24日,湖南长沙生态动物园大象馆一名驯兽员遭大象踩踏后,送医抢救无效身亡,动物专家初步怀疑是大象发情所致。其实不仅是在动物园中,生活在丛林、野外的大象也经常会破坏村庄农田,甚至攻击人类。领地与食物的争夺,几乎让人与象走到了不可调和的境地。正是在这样的状况下,人们更需要去了解野生大象,探索人象冲突的解决之道,于是有这样一群人,她们穿梭在西双版纳热带雨林中,寻找野象踪迹、了解野象习性、走访被袭的村寨,寻求着人象共生之道……她们是人象冲突研究小组成员,也被称作“人象谈判师”。

　　这是三位来自三个民族的90后女孩。来自基诺族的王智红,专攻动物行为学,她会在土地上测量大象的脚印,分析它们的种群数量、年龄结构和性别比例及某些行为特征等;汉族的蒋桂莲主要研究大象食性,她是个科技细节控,会利用无人机来调查大象的食痕,在树上安装探头监测大象的活动情况;佤族姑娘汤永晶主攻遗传学,她会搜集大象的粪便,检测它们的采食植物、肠道微生物,并且从大象的遗传产物中探寻它的习惯。她们对于大象心智、感情和社会复杂程度的认知,都来自实实在在的旷野考察研究。

　　有研究数据表明,大象的智商相当于6-8岁的人类。但事实上,以大象的体型和食量,它们会高度精准地记住在面积巨大的区域内的食物、水源和矿物质的位置。而记忆这些信息所需的发达大脑,为大象提供了构成复杂社会的基础。它们群体分工明显,有严格的组织形式和分工合作,比如象群横穿公路或人类居民区时,象首领会观察周围是否安全,确定无危险后象群会陆续通过;如果象群中有幼象,成年象总是将幼象夹在中间一起通过,并且成年象分别负责左右两侧的警戒任务。一旦受到威胁,它们会群起而攻之。

　　野外科考证实:象很可能会根据嗅觉辨认出亲戚。他们还懂得“故意报复”,许多象目睹了自己种群中的成员被人类捕杀或用其他方式伤害,于是出现了类似于创伤后应激障碍的行为。丛林中的大象为了吸引人过去,甚至会学狗叫。大象的脚上有肉垫,它们能隐藏自己的脚步声。在野外,与大象的安全距离是100米以上,否则根本跑不过它们。它们会扒光人身上的衣服,把人踩在脚下……

　　“大象谈判师”们的工作艰巨而有意义。因为只有通过研究推演出办法并实施,才能缓解人与亚洲象之间的冲突问题。为了保护当地民众生命财产安全,科研人员及云南政府部门已经开展了亚洲象实时监测系统、防象围栏、亚洲象食物源基地(“大象食堂”)建设等缓解人象冲突的创新举措。但大象不是人,它们有时并不会按照人类的想法或希望来,所以这三位姑娘及她们的队友和导师,还在努力研究新的办法。

　　(那拉)