这个希腊运动员青铜雕像看上去面无血色,但鉴于它在水中泡了2000年,保存情况已相当不错。科学家希望利用这个雕像开发出对“生物淤积”(biofouling)更具抵抗力的金属
上图是一个古希腊雕像在刮掉动物生成的矿物质表层前后的头部状况。这个青铜雕像是1998年在克罗地亚海岸附近发现的,当时头部已同整个雕像分离。专家认为青铜雕像是公元前1世纪在希腊铸造的。
整个雕像高6.2英尺(约合1.9米),是古希腊艺术作品中常见姿势的典型例证:运动员用一个小小的弯曲的工具擦去身上的尘土和汗水。青铜雕像前面有一层厚1.2至1.9英寸(3到5厘米)的硬壳,是在有机物、管虫、蚌、藤壶等生物矿化以后形成的。在这层硬壳下面,遭腐蚀的金属呈现出超凡脱俗的色调。
萨格勒布卢德杰尔·博什科维奇研究所(Rudjer Boskovic Institute)的达沃林·梅达科维奇(Davorin Medakovic)说:“这种色彩同雕像表面形成的绿色氧化铜有关,而嘴唇处的红色则缘于镶嵌在青铜雕像的纯锡金属。”复原这尊雕像的克罗地亚科学家表示,这个有硬壳的希腊运动员铜像可以提供海洋生物如何吸收金属物质以形成贝壳所需矿物质的线索。
梅达科维奇的研究小组指出,即便与青铜雕像表面无任何直接接触的生物,也吸收了部分金属物质。他们的研究成果发表在《晶体生长与设计》(Crystal Growth & Design)杂志上。梅达科维奇说,此外,研究“表明这种金属摄入对海洋有机物的代谢途径产生了很大的冲击和破坏,使得痛苦的有机物在它们的贝壳里生成了非典型矿物质。”
铜像上的生物以铜和锡这两种来源稳定的食物为生,它们将金属物质“消化”以后生成外壳,而外壳中镁方解石和霰石的含量比都不正常,还具有少量的长石和石英。据梅达科维奇介绍,了解哪些金属物质扰乱生物的消化能力,可以帮助研究人员开发出对“生物淤积”(biofouling)更具抵抗力的金属。所谓生物淤积是指藤壶和其他可以不断侵蚀船体的水下生物的聚积。
导读:美国国家地理网站7月1日公布了一组照片,展示了马尔代夫蝠鲼聚集的摄食区域以及生活在这里的迷人生物。
1.哈尼法鲁岛(Hanifaru)附近水域的蝠鲼
哈尼法鲁岛是形成马尔代夫的无数印度洋岛屿之一。每年的5月到11月,当潮汐和洋流将大量磷虾和浮游生物送到海面,成群的蝠鲼聚集在哈尼法鲁海湾,张开大嘴享受饕餮盛宴。
2009年6月,马尔代夫新建立了三个保护区,其中就包括哈尼法鲁和其他两个蝠鲼和鲸鲨的摄食区域。鲸鲨是世界上体型最大的鱼类。
马尔代夫当局将对捕鱼活动、船速和废物进行管控。专家称,新设立的保护区允许潜水——旅游业的健康发展可能会让当地渔民除了捕鱼以外还有一条生路。马尔代夫环境部长默罕默德·阿斯拉姆(Mohamed Aslam)在一份声明中称:“政府将致力于保护马尔代夫独特的生物多样性。海洋环境是我国经济发展的基石,支撑着我国最大的两个行业——旅游业和渔业。”
2.鲸鲨身边觅食的蝠鲼
每年的5月到11月期间,大量磷虾和浮游生物会困在哈尼法鲁海湾,此时,蝠鲼会展示专家所称的“气旋摄食”:一个紧挨着一个,最终数百只蝠鲼形成一个螺旋形的涡流。“拯救我们的海洋基金会”海洋生物学家盖伊·史蒂文斯在一份声明中称:“哈尼法鲁海湾是地球上仅存的几个有蝠鲼和鲸鲨大群活动、令人无限回忆过去的地方之一。”
3.马尔代夫周围水域的鲸鲨
鲸鲨体长大概40英尺(约合12.2米),对浮游生物是来者不拒,也在哈尼法鲁海湾的饕餮盛宴展示自己独特的摄食能力,马尔代夫2009年6月新设立的三个海洋自然保护区也让这种庞然大物受益匪浅。至少有120只集装箱大小的鲸鲨生活在马尔代夫周围水域。马尔代夫是世界上仅存的几个可以终年看到鲸鲨身影的地方之一。
4.马尔代夫的岛屿
马尔代夫是一个由1192个小岛构成的岛国,比如照片中的这些岛屿。2009年6月,该国又新设立三个海洋生物保护区。在这些地方,只允许当地渔民进行传统的捕鱼活动,帮助保护蝠鲼。环保专家称,马尔代夫是世界上蝠鲼数量最多的地方之一。
5.珊瑚上畅游的鱼群
芭环礁是一个环形珊瑚岛,将一个泻湖整个圈了起来。环礁通常位于广阔的热带海洋的中心,延伸到水面。美宇航局的地球观测站称,过去数千年,像银莲花一样的珊瑚虫造就了许多方圆6英里(10公里)的环礁,其中一些的规模堪比小城市。
6.数百只蝠鲼齐聚
有时,蝠鲼会以螺旋形游动,从事专家所称的“气旋摄食”:除了这些浮游生物丰富的水域,别的地方极少看到这种壮观的摄食现象。(杨孝文)
图为戈壁原巴克龙下颌骨化石。
在中科院古脊椎动物与古人类研究所标本馆中,一件30多厘米长的戈壁原巴克龙下颌骨化石静静地躺在展示柜中,一个多月前那场隆重的欢迎仪式上,这块看似普通的化石成为众人瞩目的焦点,许多闻讯的古生物学家专程赶来庆祝它历经坎坷重回故里,此前它已漂泊海外近50年。
中苏科考发现颌骨
据介绍,这块戈壁原巴克龙下颌骨化石发现于1956年开始的“中苏科考”。当时的中苏拟定了两国共同进行中亚地区古生物学研究的长远计划,并于1959年春季派出第一支“中苏古生物学考察队”,考察地区包括我国内蒙古自治区中部和西部及宁夏和蒙古人民共和国邻接地区,除中科院派出的科学和行政工作人员外,前苏联科学院方面有17位科学家和技术人员参加,考察队配备有十二辆适于在戈壁地区通行的汽车、一架进行挖掘用的C-80型掘土机和流动电站及电影队等现代化设备,其中大部分野外装备由前苏联方面提供。在内蒙古阿拉善左旗吉兰泰毛儿图地区下白垩统大水沟,科研人员成功采掘到了一批标本,其中就包括这块原巴克龙下颌骨。
有借无还颌骨流失
1962年,前苏联科学院古生物所借走了这批未经修复的化石标本,其中就有这块原巴克龙下颌骨化石,后曾担任中苏古生物科考苏方队长的罗日斯特文斯基将其命名为“戈壁原巴克龙”。按当时中苏双方协议,化石标本研究完毕后要归还中科院,但由于两国关系一度紧张,不仅中苏科考被迫中断,苏方也未履行协议,导致原巴克龙下颌骨化石最终流失。
据有关专家介绍,原本这件原巴克龙下颌骨保存在莫斯科的古生物研究博物馆,不幸的是1996年该馆发生失窃事件,包括该化石在内的5件珍贵化石标本一同丢失。而早在1994年,该博物馆便丢失了50余件化石标本,一时间在国际古生物界引起轩然大波。关于化石丢失的原因众说纷纭,有人说可能是觊觎文物价值的盗窃者偷取,也有人怀疑是化石管理者监守自盗,所有证据都表明,珍贵化石的倒卖行为正在发生。
流失50年辗转回归
事情的转机缘于日本恐龙漫画家冈田信幸先生,一次他在国际某化石市场巧遇这块原巴克龙下颌骨化石,随即出资购买,后经中科院古脊椎所董枝明研究员、日本福井恐龙博物馆东洋一特别馆长和柴田正辉研究员积极引荐、协调,最终冈田信幸先生同意将该标本无偿回赠给古脊椎所,至此“流亡”海外近半个世纪的原巴克龙下颌骨终于完璧归赵,重新典藏入库。
董枝明研究员告诉记者,戈壁原巴克龙的头骨没有任何脊冠,前颌骨向腹侧偏斜,牙齿的形态同鸭嘴龙的非常相似,这说明它可能属于一种进步的非鸭嘴龙科的禽龙类,是鸭嘴龙科的原始的姐妹群,这件标本的回归为研究鸭嘴龙类的起源提供了宝贵的材料。
走私破坏化石价值
董枝明表示,我国上世纪90年代和本世纪初化石流失一度严重,辽宁、贵州、甘肃……几乎有化石出土的地方,都存在着流失现象,大部分是走私出去的,从无脊椎动物到鸟类、恐龙都有,可以说现在全世界化石市场上充斥着中国流失出去的化石。
在古生物学家眼里,化石不仅是一具骨架,出土的地层信息、地质情况,甚至出土的准确地点都蕴含着非常丰富的科学信息。作为不可再生资源,一件化石也许全世界就一件,也许它就是自然进化中非常重要的一环。而非专业人员的私挖乱采,将科学信息破坏了,这对科学研究是非常大的损失。
董枝明告诉记者,在国际上有一个不成文但被普遍接受的规定,任何古生物学家不研究走私标本。这就意味着一旦标本被确定为走私品,也就丧失了被研究的机会。
记者了解到,中国古动物馆近期将推出“游龙归来”展览,向公众展示这块有着传奇身世的原巴克龙下颌骨化石。
这是奇虾的电脑复原图,它们锋利的牙齿能轻易咬碎坚硬的贝壳
奇虾的灭绝时间要比我们原先认为的大约晚3000万年
古生物学家们最近发现,一种生活在大约5亿年前的可怕大虾可能比我们原先想象的体型更大,并且生存的年代也更为悠久。
这种样子奇特的大虾名为“奇虾”,它们可以长到6英尺(约1.8米)长。这可不是今天的海虾那样的动物,这种庞然大物可以轻易用它的一对大镰刀撕碎扇贝坚硬的外壳。
在此之前古生物学家们已经普遍认可这样一个观点,即奇虾是寒武纪时期(5.7亿~5.1亿年前)地球上最大的动物。
但是最近摩洛哥古生物学家们的一项发现可能将再次刷新我们对这种生物的观点。他们发现这种生物可能比原先所认为的还要大,并且其灭绝的时间要比原先认为的晚大约3000万年。
他们在一处地点发掘出一块奇虾的化石,这条奇虾的体长比之前发现的最大化石还要长出大约12英寸(约合0.3米)。
另外,之前的化石记录都显示奇虾大约生活在5.4亿~5亿年前的海洋中。但是此次发现的奇虾化石周围环境中还发现了成千上万的海洋软体动物化石遗迹,它们的生活年代是在4.72亿年前。
这就意味着,奇虾可能要比原先我们所认为的更大,并且其种族的延续也要比我们之前认为的更久。
奇虾几乎可以说是寒武纪的标志性动物,它拥有一对大大的前爪,在头盖骨下面还有一张大大的嘴巴。它们还有一对大眼睛和一圈锋利的牙齿,甚至能轻易咬碎坚硬的贝壳。
有关这项最新发现的论文已经发表在了英国《自然》杂志上,同时在这块新发现的化石背部每一个结节上还发现了一系列片状体,估计可能是它的腮。
并且,这块化石出现在奥陶纪(5.1亿~4.39亿年前)地层中的事实表明,这种捕食动物的生存期限长于我们的预期。寒武纪出现了地球上生物多样性的一次爆发性增长,古生物学上称为“寒武纪生命大爆发。”
德瑞克·布里格斯(Derek Briggs)博士是美国耶鲁大学自然历史博物馆的主管,他说:“奇虾是寒武纪时期最具代表性的动物之一。这种巨大的无脊椎捕食者兼食腐类动物向我们展示了一种我们所不熟悉的生物学形态,这种形态在历史早期从主流的进化链条中分离出来,这个主流进化链条后来演变成了今天海洋中丰富多彩的生物种类,而这个分离出来的分支最后却灭绝了。不过现在我们知道,它们灭绝的时间看来要远比我们之前认为的要晚。”
它们的化石原本是很难保存下来的,可能是由于它们生活在海底的淤泥地带,被一些沉积物困住,掩埋并最终将它们的软体遗迹保存了下来。
在它们死后,它们结节状,无脊椎的身体通常很容易碎裂开,变成很多碎屑。完整的奇虾和相似生物的完整化石非常罕见。
论文的合著者,比利时根特大学的彼得·冯·罗伊(Peter Van Roy)博士表示:“摩洛哥的这一发现显示,一些在寒武纪非常典型的生物,如奇虾,在那之后的数百万年仍然对那时的生物链和生态环境具有重要的影响力。”(晨风)
又宽又长的珊瑚礁在澳大利亚东岸近海可以轻易得见,把大陆架与水下光线较暗的深海分隔开。
形貌奇异的曲纹唇鱼是礁盘中成千上万的水族物种之一。
一只玳瑁在羽毛状的水螅丛中休憩,成群的天竺鲷从它面前转折掠过。这种海龟因其价值不菲的壳而遭大肆非法捕捞,正在全球范围内减少,大堡礁北部沿线大约栖息着3000只。
网条鹦嘴鱼绽开颇像马戏团小丑的“笑容”,展露强有力的取食工具:用来从礁石上刮掉海藻的坚固牙齿。尽管它们的进食行为有时会伤到个别的珊瑚,但总体来说是有益的。没有它们,藻类的繁生可能会扼杀珊瑚礁。
撰文:珍妮弗 · S. 霍兰 Jennifer S. Holland
摄影:戴维· 杜比莱 David Doubilet
翻译:王晓波
珊瑚海水面下不深的地方就是大堡礁生机勃发的居所,鹦嘴鱼啃着岩石,螃蟹为了抢夺藏身地挥着螯钳打斗,一条近300公斤重的石斑鱼体内的鳔鼓荡有声,宣示自己的驾临。鲨鱼和银鲹鱼迅疾地掠过。海葵的触手摇摇摆摆,细小的鱼虾巡逻各自的地盘,如同跳着欢快的舞蹈。但凡脚底不生根的水族都随着每一股浪涌漂摇往复。
这礁区的生灵如此丰富繁多,正是其名中有“大”的缘由之一。大堡礁庇护着5000种软体动物,1800种鱼,125种鲨,还有数不清的微小生物。但最让人一见倾心的景致——也是其跻身世界遗产的主要凭恃——还是那广大无朋的珊瑚礁。有的珊瑚如鹿角般兀立,有的好似被海浪磨光的玉盘,有的状如棒球手套,还有的拥有皮革的质感。软珊瑚附身在硬质同类之上,多彩的水藻与海绵装点着礁石,每一条缝隙都有某种生灵栖居在里面。每越过一段距离,水族品类便有不同,那变化无穷的生态为世间仅有。
时光,潮汐,再加上一颗沧桑变迁的星球,于上千万年前造就了大堡礁,并一次次将它磨蚀再培育回来。如今能促使礁石生长的各种因素正以空前的速度改变,这一次,它所经受的摧残或许会使它再也无法恢复元气。
西方人登门欧洲人认识大堡礁是经了英国探险者詹姆斯·库克的引介,而后者基本上是无心而至。1770年,库克船长听到了木板蹭到岩石的咯吱声,他当然想不到,自己的船已驶入了地球上最庞大的活体构造之中——超过2.6万平方公里形状各异的珊瑚礁,时断时续地绵延过2300公里长的海域。
库克当时正率队在今之昆士兰一带的近海中探索,所驾“奋进号”被卡在了这片暗礁迷宫里。海面下,犬牙参差的珊瑚尖塔戳进船体,把它抓得牢牢的。木板碎裂,海水涌入,船员们满面惊惶地跑上了甲板。船长指挥他们勉强驶进了一处河口,修补了船舱。
在这帮欧洲人触礁之前,澳洲土著已在这片区域生活了数千年。珊瑚礁是当地文化的重要部分,土著驾着独木舟在这一带漂游,打渔,网条鹦嘴鱼绽开颇像马戏团小丑的“笑容”,展露强有力的取食工具用来从礁石上刮掉海藻的坚固牙齿。尽管它们的进食行为有时会伤到个别的珊瑚,但总体来说是有益的。没有它们,藻类的繁生可能会扼杀珊瑚礁。
“珊瑚礁对我而言是独处和思考的好地方,”澳大利亚海洋科学家查理· 韦朗说,他此时正在大堡礁北部叹赏一丛壮观的珊瑚,“但我知道它们的生命是脆弱的。未来隐伏的危险让我害怕。”
查林格湾节律分明的海流把一群斜纹石鲈推来扯去。它们有着丰厚的唇肉,惯于在夜间从海底沙床中捕捉无脊椎动物为食。
每年有一两个月圆之夜,无法挪动脚步的石珊瑚会同时释放一团团精子和卵,掀起一场集体繁衍的狂欢。受精的卵一旦在或近或远的地方安顿下来,就会逐渐长成新的珊瑚礁。
一条3米长的虎鲨被抹香鲸死尸的味道引来,到礁盘边缘来大吃漂浮的死肉。它吃剩的残渣碎屑将沉落,喂养礁盘中较小的居民。galeocerdo cuvier
大堡礁的生灵如此丰富繁多,正是其名中有“大”的缘由之一。时光,潮汐,再加上一颗沧桑变迁的星球,于上千万年前造就了大堡礁,并一次次将它磨蚀摧毁,再培育回来。并把有关礁区水族的神话代代相传。但历史学家并不确定土著人对礁盘的地质、水产的了解可追溯到多少年前。库克误打误撞到此后又过了几十年,从事地图绘制的英国人马修· 弗林德斯一路“穿针引线似的”绕过暗礁而来,同样遇上了一两场倒霉事,不过他被礁盘的壮阔打动而为它起了“大堡礁”之名。
扩张与侵蚀 这巨大无比的礁盘系统之所以能现于世间,却要归功于一种通常只有米粒般大小的生物——珊瑚虫。它们是礁石的基本建设单位,在微小的身体内豢养共生藻类以获得养分,过群体生活。靠着体内藻类光合作用提供的能量,每个珊瑚虫分泌石灰质(碳酸钙)形成自己的“房子”。这些小房子一个叠一个地形成,珊瑚群体就会像城市一样扩张,其他海洋生物很快依附上来繁衍生息,把一簇簇珊瑚“黏合”为整体。
澳大利亚的东端海域拥有生成珊瑚礁的成熟条件。在清澈而富于湍流、光线充足的浅水里,珊瑚的生长最是活跃。珊瑚虫繁衍数百万世代之后,形成的礁石就不再是孤立四散的石灰质块,而是连成凌乱的一大片,形状、大小和庇护的生物种类由其在海洋中的位置决定——比如离海岸多远——还要看受到了什么样的作用力,比如海浪冲击。如果离岸太远,海水较深而光线减弱,就根本不会有礁石了。
“在大堡礁,生命存在的模式从头至尾是由珊瑚塑造的,”澳大利亚海洋科学研究所的首席科学家查理· 韦朗说,该海域内有400多个珊瑚物种,“它们构筑了整个环境,是其他一切生物的栖息之所。”完美的水温、清澈度和洋流,使得盘状珊瑚的直径每年可增大30厘米之多;同时,礁盘也受到持续的侵蚀,浪涛、海水化学成分、以石灰质为食的生物都是损毁作用力。礁石消失的速度远远慢于生成速度,尽管如此,还是有多达90%的礁石最终碎落在海里,化成了沙。所以大堡礁的外表总在不断改变。
从地质年代来看,内部礁石层相对比较年轻,历史不足万年,但大堡礁的源起要早得多。韦朗说,大约2500万年以前,昆士兰随着印澳大陆板块的运动而伸入热带水域,珊瑚幼虫便开始乘着向南的洋流,随处寻找可以扎稳脚跟的地方。渐渐地,它们群集形成的礁石不断壮大,沿着海床扩展开来,并容纳了繁多的海洋生物。
坎坷路难行 自从大堡礁初次扎稳根基以后,冰川期多次来临,大陆板块逐渐挪移,海水与大气的情况也曾有过剧烈波动。这片礁盘见证了许多次的轮回——壮大到损毁,面目全非到气象如新,全凭大自然一时的兴致决定。
“如果把大堡礁的历史写下来,那就是一篇天灾目录,”韦朗说,这源于星球本身的风云变幻。但礁盘总能从这些灾难中复苏。
北部某礁区,纤小的天竺鲷在一蓬海扇的背景前熠熠发光。海扇是一种软珊瑚,其鲜亮的色彩可能代表着毒性,警示路过的水族莫来咬它的枝桠。
凯恩斯附近海域中,紧密簇拥在一起的硬珊瑚,其中大多是鹿角珊瑚属的物种,争夺着生长空间和供给能量的阳光。虽然对海水化学成分的变化很敏感,但这些印度-太平洋礁盘的建筑大师已顽强存续了数百万年。
半米长的海参向洋流中喷出成千上万的卵。它们是海星的近亲,身上的疙疙瘩瘩的突起有感知能力;产卵的阵仗搞得很大,是为增大成功繁殖的机会。
今天,又有新的灾难使礁盘陷入险境,复苏的前景却渺茫。科学家说,如今世界气候的变化速度太快,对珊瑚礁似乎是毁灭性的打击。气温上升、阳光中的紫外线增强,会促使珊瑚发生“白化”反应:珊瑚细胞中的彩色藻类产生了毒性,被排斥出去,使作为寄主的珊瑚变作白骨般的颜色。然后丰茂的海草也许会使光秃秃的珊瑚窒息而死。
1997至1998年大堡礁等礁盘的大规模白化,是由当时严重的厄尔尼诺现象和破记录的海面高温引起的,有些地点的水温比正常情况高出1.5摄氏度以上。2001年、2005年又都发生了同样现象。有些珊瑚礁专家说,到了2030年,这种破坏效应每年都会出现。
高温还导致60年来的海洋浮游植物持续衰退,而它们不仅能吸收温室气体,还直接间接地养活着海洋中几乎所有的生物。礁石鱼类也会被上升的水温影响,有时表现为大胆凶猛的行为——不论对天敌还是对猎物。而海平面的变化,或升或降,对珊瑚的影响同样恶劣,不是把它们暴露于过多阳光之下,就是使之淹在太深的水中难见天日。
眼下更为直接的威胁是今年早些时候澳大利亚的洪水,巨量的土壤沉积物和富含毒素的污水涌入昆士兰海域的礁盘。它对海洋生物的全部危害在几年内还无法确知,但大堡礁中很可能有大片珊瑚因此遭受灭顶之灾。
而海水酸度的考验才是最严峻的。
地球经历的五次生物大灭绝中,全世界的珊瑚生态系统每一次都要跟着遭殃。最早的一次大约在4.4亿年前。温室气体的含量会在千万年中自然攀升,生物学家韦朗说,火山在高度活跃期喷出的巨量二氧化碳可能是导致珊瑚死亡的重大因素,约6500万年前的最近一次大灭绝就属于这种情况。当时,海洋从大气中吸收了越来越多的温室气体,使海水酸度增强,最终破坏了海洋生物合成贝壳和骨骼的能力。
这种酸化过程当下正在有些海域发生。最容易被酸的腐蚀作用伤害的是快速生长的枝状珊瑚,以及对黏结礁石具有关键作用的分泌钙质的藻类。一旦礁盘的骨架变得脆弱,就很容易被海浪、风暴、疾病、污染物等祸害击碎。
韦朗说,远古时代曾有许多珊瑚适应了海水的酸度变化,但他对大堡礁的未来很不乐观。“古今的区别是,当时的变化是在漫长区间内发生的,珊瑚有数百万年的时间来拿出对策。”他担心人类工业排放的数量空前的二氧化碳、氮和硫,再加上因冰川融化而不断释出的沼气,会使许多礁盘在50年内丧失生机。剩下的将是什么呢?“泡在海藻浓汤里的珊瑚骨架而已,”他说。
跬步致千里 当然,每年造访大堡礁的两百万游客,因生机繁盛的水下天堂的盛誉而来,来后仍觉得不虚此行。但如果你有心,是看得到它的瑕疵的。礁盘有一道3公里长的“疤痕”,是去年4月一艘中国运煤船撞的;其他一些触礁的船只和偶尔的石油泄漏染污了栖息地。陆地上的洪水冲走的沉积物,以及农业设施流失的营养物,进入海洋后都会破坏珊瑚生态。但澳大利亚人不会坐视大堡礁毁掉,已掀起全国范围内的呼声。对许多当地人来说,珊瑚礁如同挚爱的家人,而其重要的经济价值亦不可忽视:礁区旅游业每年为国家财政带来10亿美元以上的进账。
科学家面临的挑战在于,要在快速变化的环境条件下保持礁盘健康。“如果你想修理一部发动机,先得明白它如何运作,”詹姆斯库克大学的海洋生物学家德里· 休斯说,“这道理对珊瑚礁也适用。”休斯等人正在调查珊瑚生态的运作方式,以确保能拿出有效的保护措施。
眼下的当务之急是:明确过度捕捞的全部危害。传统上,商业渔船可以在礁盘周边沿线作业,即便在1975年当局将34万多平方公里海洋栖息地划为水上公园后也未遭禁止。但随着大捕捞量引来越来越多的忧虑,澳大利亚政府于2004年从这片海域中策略性地选取三分之一,规定为严格的禁渔区——连消闲垂钓也不准。结果,水族复苏的规模和速度都超出了预期,例如,在禁渔令发布两年后,在珊瑚间活动的鳟鱼数量多了一倍。
科学家们还想弄明白,是什么让一些特定种类的珊瑚在环境变化时生命力格外顽强。“我们知道有些珊瑚礁禁受着比其他同类严酷得多的条件,”昆士兰大学的礁石生态学家彼得· 芒毕说,“利用几十年累积的海水温度数据,可以找出对暖水适应得最好的礁区,集中开展保护措施。”他指出,了解珊瑚怎样从白化中恢复,并推测出新的珊瑚虫将在哪里生长,有助于设计保护区。即便公开表达悲观的韦朗也承认,让珊瑚长期存活下去的可能性是有的——如果能迅速终止种种伤害礁盘的不良行为的话。
大自然也有自己的一套“安保措施”,珊瑚自身的一些基因可能曾帮它们捱过了以往的环境灾害。许多种珊瑚通过杂交而进化,在礁盘中,大约三分之一的珊瑚每年都大举产卵繁殖。在这样的事件中,一块礁区就能有多达35个珊瑚物种同时播撒精子和卵子,它们数以百万计而遗传特性相互迥异,在海面上自由交合。“这为杂交物种的产生提供了绝好的机会,”詹姆斯库克大学的海洋生物学家比提· 威利斯解释道,尤其是在气候与海水化学成分如此动荡不定的当下,杂交能够快捷地实现珊瑚的适应性与抗病能力。
说真的,尽管面临今天的种种严峻威胁,大堡礁却不会轻易颓败。毕竟它以前就曾抵住灾难性的气候变化而不灭。而且它周围还有各种各样的海洋生物会帮忙保住礁盘。科学家在2007年的相关研究中发现,海域中如果有繁盛的以海草为食的鱼群,珊瑚也会兴旺。“如果某种人类行为灭掉了食草鱼类,比如过度捕捞,海草就会取代珊瑚。”休斯说。
来到大堡礁的人可以看见鱼群在履行它们不可或缺的职责。在接近礁盘北角的午后摇曳的光线里,富丽堂皇的珊瑚礁壁伫立海底,下面有一条罕见的蝙蝠鱼,鳍肢修长,面孔漆黑,正啃着一绺绺马尾藻。还有一群鹦嘴鱼,合为一体的牙齿如同克丝钳,咯吱咯吱地撕咬礁石上红红绿绿丛生的海藻。
据美国物理学家组织网5月25日报道,日前在美国新奥尔良举行的第111届美国微生物学学会会员大会上,蒙大拿大学的研究人员称,细菌等微生物在多种天气事件中都起着重要作用,对地球水文循环和辐射平衡同样至关重要。
蒙大拿大学的亚历山大-米肖研究发现,在冰雹形成的第一个阶段就已经有细菌的存在,这意味着在冰雹形成早期细菌就参与其中。由于在云中形成的冰晶是形成降雪或降雨的一个重要条件,这些细菌微生物在冰晶的形成中又起着重要作用,因此除冰雹外,降雪、降雨等其他形式的降水可能也与此相关。
米肖和他的同事是在对数个直径超过5厘米的雹块进行分析后得出上述结论的,这些冰雹收集自2010年6月该校所在地区的一场强对流天气当中。研究人员将这种大冰雹分成了四层,对每一层都分别进行融化和分析。结果发现越接近冰雹内核,可被培养的细菌数量越多。
米肖说,成核的粒子或微粒是形成有效降水的一个重要条件,只有这样才能将水分子聚集在一起。已经有越来越多的证据表明,这些核可以是细菌或者其它生物微粒。
出席该次会议的路易斯安那大学的布伦特-克里斯特纳说,云层中的悬浮微粒对冰核的形成起着重要作用。在云层温度相对较高的情况下,冰晶无法自发形成,必须有赖于冰核的存在。虽然各种各样不同的粒子都可以充当冰核,但是微生物微粒最为活跃,它们在零下2摄氏度左右就能加速冰晶的形成。目前研究最为充分的生物冰核是一种名叫丁香假单胞菌(P.syringae)的植物病菌。丁香假单胞菌具有的一个独特基因,能对其外部膜中的蛋白质进行编码,使其具有束缚水分子并将其排列在一起的功能。这种细菌提供了一种非常有效的冰核模板,可以大幅提高冰晶形成的速度。
研究人员称,气溶胶云层仿真模型实验显示,高浓度的生物内核对冰晶的集中程度和尺寸、对流层中云层的覆盖状况以及地面的降水水平都有着直接的影响,此外还能减弱太阳对地球的辐射。大气中生物冰核的分布以及温度变化情况,都证明了生物冰核在地球水文循环和辐射平衡中扮演着重要角色。
越来越多的非洲国家开始种植转基因作物,肯尼亚正成为领先者
各国跃跃欲试
在2008年之前,南非是非洲大陆唯一一个种植转基因玉米、转基因棉花和转基因大豆的国家。此后,埃及开始种植转基因玉米,布基纳法索开始种植转基因棉花。但是现在,肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、马拉维、马里、津巴布韦、尼日利亚和加纳都在进行转基因作物的研究和田间试验(这通常是允许大规模种植转基因作物的第一步),试验的作物包括玉米、水稻、小麦、高粱和棉花。
还有一些国家正在密切观察着肯尼亚在生物技术方面将要采取的举动。在这个东部非洲最大的经济体,转基因作物一直是一个有争议的话题。但是,关于生物安全管理的法案有望在5月份获得通过,这将扫除转基因作物在该国发展的障碍,转基因作物的开放试验也将随即展开。肯尼亚将成为非洲第四个允许种植转基因作物的国家。
肯尼亚农业研究所所长伊弗里姆·姆克斯拉说:“我们应当依靠生物技术来防止农作物产量和性能进一步下降,我们需要利用科技方法来缩短开发新作物品种的时间。”
曾经忧心忡忡
随着非洲人口数量的不断增加,粮食需求也在迅速增加。尽管转基因作物有可能帮助增加粮食产量,但由于担心它可能对人类和动物健康、生态环境造成损害,还有担心其可能减少农产品出口机会,不少非洲国家对其下了禁令。
潜在的法律陷阱也妨碍转基因作物在非洲的推广。有23个非洲国家已经有了生物安全法律,都含有严格的法律责任条款。根据这些条款,(转基因作物)生产者要为任何不幸事故负责任,而不需要证明其确实有过错。非洲生物安全专家网络中心主任迪尔安·马肯德指出,任何一个投资者都不会在一个可能因为最轻微的、甚至是想象中的损害而被起诉的国家投资,这些国家不可避免地成为转基因技术开发商的禁区。
非洲的小规模农户约占该地区总人口的70%、农业总产出的60%,但转基因作物的高成本无疑会加大他们的负担,使他们难以同商业化农场竞争。在南非,2009年转基因玉米的种植面积达187.8万公顷,而小农户的种植面积仅为1.9万公顷。因此,非洲生物安全中心主任玛丽亚姆·玛依特认为,对非洲来说,转基因作物技术不大可能成为小农户脱贫致富的有效途径。乌干达国家有机农业运动政策宣传官约瑟芬·阿齐亚就提出疑问说:“让那些小农户都来种植转基因作物意味着他们将失去对种子的控制,他们将不得不持续依赖种子供应商。试想他们能负担得起吗?”
未开发的市场
近些年来,转基因作物在世界各地的种植面积快速增加,非洲国家不可能置身于这一趋势之外。
根据国际农业生物技术应用服务机构(ISAAA)发表的报告称,从1996年至2010年,全球转基因作物种植面积增加了87倍,转基因作物技术成为现代农业史上应用推广最快速的技术。
非洲大陆肥沃的土地和对农产品的需求使投资者对非洲农业越来越感兴趣。随着外国资本在非洲农业领域的投资不断增加,转基因作物也会成为越来越热的投资项目。
非洲大陆尚未开发的市场已经吸引了杜邦、孟山都等美国大粮商的注意,它们正加紧向非洲推销种子。
与此同时,一些非洲国家——如马拉维、毛里求斯、南非、津巴布韦等,已经修订了生物安全法律,扫清了推广种植转基因作物的主要障碍。其余大部分非洲国家也正在起草有关指导方针和管理规定。
研究人员警告说,全球粮食价格在2011年有望再创新高,非洲国家必须尽一切努力才能保证这个大陆上的人民不会挨饿。南非农业部副部长皮特-马尔德表示,生物技术当然不会解决所有问题,但它有潜力有所作为。如果我们真正关心非洲的粮食安全,就不能在转基因作物问题上感情用事。当然,我们必须对发展转基因作物保持警醒和负责任的态度。
塑料是现代经济、社会生活中常见的、不可或缺的原料,人们天天与塑料制品接触、为伴。塑料传统上是由化石矿产,即石油和天然气为原料制造的。全世界每年塑料产量是1.5亿吨,其中99%是用化石燃料制造的,所用石油、天然气占全世界年消费总量的7%。
塑料生产越来越绿色
随着化石燃料的不可再生性及对环境的污染日益为人们所了解和认识,以及一些以生物物质制造的燃料已经部分替代化石燃料,如甘蔗乙醇、玉米乙醇、生物柴油等,长期以来,科研技术人员一直在探讨,能否用生物材料,即可再生物质,替代化石燃料进行塑料生产。
用生物物质替代化石燃料,具有环保、原料成本低廉等优越性,但为实现这些优越性,须考虑几个因素,一是生物物质的丰富性,二是易于收集,三是廉价。
近年来,一些国家的科研工作者在以生物物质替代化石燃料制造方面进行了大胆的尝试,并取得进展。他们主要利用非食品类生物物质,通过其分解过程中产生的糖制造乙醇,再用乙醇生产生物聚乙烯。这些非食品类生物物质包括草、速生树林,或者食物和农作物废弃物产生的可再生生物物质等,巴西一所大学的科研人员还尝试使用芒果核提炼乙醇。但目前这些实验还仅限于实验室,没有形成规模化生产。原因大概是原料的丰富性不够或者收集、运输等不太方便。
巴西甘蔗变塑料的实践
巴西具有长期发展甘蔗乙醇业的经验,目前全国甘蔗种植面积约800万公顷到850万公顷,占全国可耕地的约2%,年产量约260亿升,不仅替代了大量化石燃料,也为进一步发掘其潜在环保效益提供了丰富的物质基础。
巴西Braskem石化公司是美洲第三、全球10大强石化企业之一,近年来努力开发高新、环保技术。BRASKEM的创新与技术研发人员于2005年加强研究用甘蔗乙醇生产乙烯,以生产100%绿色、来自可再生物质的聚乙烯。去年9月,经过长期努力,巴西首家以甘蔗乙醇为原料生产聚乙烯的工厂在南大河州投产。该项目投资5亿雷亚尔,年产以甘蔗乙醇为原料的聚乙烯20万吨,其原料的100%可再生性获得国际实验室Beta实验室的认证。这是全世界首次以可再生生物物质为原料的塑料商业性生产。
据介绍,新投产的以甘蔗乙醇为原料生产的聚乙烯,通过加温、脱水、提纯、压缩、清洗、浓缩等工序,制造出聚乙烯,被称作“绿色塑料”,具有巨大的环保效益,生产1吨甘蔗乙醇聚乙烯,相当于消除大气中2.5吨二氧化碳。BRASKEM总裁贝尔纳多·格拉丁说,这种绿色塑料实际上是通过甘蔗的光合作用,用从大气中捕捉到的碳制造的。生物聚乙烯具有相当于常规聚乙烯的特性,可作多种用途,包括制造电影胶片、食品包装材料、玩具、汽车油箱、内饰等,具有广泛的工业用途。巴西前总统卢拉在该工厂投产仪式上强调,这是巴西用自己的科研人员、自己的工人、自己的技术、在自己的土地上创造出的奇迹。
从去年开始,BRASKEM与一系列国内外客户建立了供应绿色聚乙烯的关系,这些客户均确立了以可持续发展为主轴的市场战略。这些客户有:利乐中国、丰田通商、资生堂、富士、强生公司、宝洁公司等。产品用于个人卫生用品、家庭保洁用品、食品包装、玩具、家庭器具等。
此外,去年10月,BRASKEM又宣布,将建设一座绿色聚丙烯工厂,生产以甘蔗乙醇为原料的聚丙烯,其强度、刚性和透明性都好于聚乙烯。2011年,该企业将完成聚丙烯工厂的基础工程论证开始实施该项目,预计2013年下半年投产,投资1亿美元,生产能力为年产3万吨。
巴西充分发挥其土地资源充足、气候条件适宜、有长期种植甘蔗的历史和开发甘蔗生物能源的经验,在甘蔗乙醇的基础上,开发出可再生的聚乙烯、聚丙烯,既填补了科研空白,又保护和促进了环境清洁。