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喜歡"銅臭"的苔蘚

文章來源:標(biāo)本館  |  發(fā)布時(shí)間:2013-12-03  |  作者:馬文章  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  在中國傳統(tǒng)文化的認(rèn)知中,銅臭飽含了人們對(duì)拜金主義的無情批判。而對(duì)于植物來說,喜歡“銅臭”非但不帶有任何貶義的感情色彩,相反則更多地讓人聯(lián)想到其潛在的研究前景。

  一位植物學(xué)愛好者在Lapland(注:現(xiàn)為芬蘭北部省份)將自己采集到的一種對(duì)“銅臭”味情有獨(dú)鐘的植物送交權(quán)威分析人士,在一連串嘆息聲中被遺憾地告知標(biāo)本送交鑒定遲了一步,因?yàn)椴痪们安旁谀抢锇l(fā)現(xiàn)了銅礦(Persson, 1956)。

  在Persson文中所描述的這個(gè)傳奇物種是真蘚科(Bryaceae)缺齒蘚屬(Mielichhoferia)的長蒴缺齒蘚(M. elongata)。該物種于1831年由Nees與Hornschuh發(fā)表,屬名為紀(jì)念?yuàn)W地利一個(gè)名為Mathias Mielichhofer(1772-1847)的礦業(yè)高管兼植物采集愛好者。在Persson之后,Shacklette(1967)的極力倡導(dǎo)使人們逐漸相信在充分了解地理分布格局的前提下,測定和分析不同產(chǎn)地長蒴缺齒蘚植株體內(nèi)的銅離子含量,有可能輔助人們完成銅礦的勘探。除長蒴缺齒蘚之外,缺齒蘚(M. mielichhoferia)也多生長于富含銅離子的基質(zhì)上,因此這兩個(gè)種逐漸被人冠以“銅蘚”的名號(hào)。Url和Brooks等人也分別在1956年和1971年宣稱“銅蘚”是尋找銅礦的優(yōu)良指示植物(Sassmann et al.,2010)。

  對(duì)于像“銅蘚”這樣對(duì)一些金屬離子具有較強(qiáng)耐受程度的植物,研究其分布與潛在地質(zhì)礦藏的關(guān)系,已演變成一門特別吸引人眼球的學(xué)科分枝---植物探礦學(xué)。試想有一天,地質(zhì)學(xué)家們不再需要像苦行僧一般地跋山涉水,而只須在植物標(biāo)本館內(nèi)研究和分析某些植物的分布情況便能輔助或?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)礦產(chǎn)勘探,那將是多么讓人神往的時(shí)刻??!懷著對(duì)“銅蘚”無比美好的憧憬,筆者試圖在橫亙古今的文獻(xiàn)資料中尋找人類利用“銅蘚”實(shí)現(xiàn)銅礦勘探的成功先例??烧绫疚牡拇蟛糠肿x者在此前對(duì)“銅蘚”聞所未聞一般,“銅蘚”的實(shí)際名聲也遠(yuǎn)不及文獻(xiàn)故事中表述的那么有口皆碑。事實(shí)上,“銅蘚”從一開始被賦予這個(gè)名字時(shí),就已經(jīng)注定了這個(gè)名字誤導(dǎo)性。這里讓我們一起來了解下傳說中“銅蘚”的前世今生。

  首先,“銅蘚”對(duì)銅的喜愛,即便是源自對(duì)銅離子的追求,其實(shí)與地質(zhì)范疇的銅礦并有什么瓜葛。地質(zhì)學(xué)常識(shí)告訴我們,銅礦是由于巖漿在緩慢侵入的過程中逐漸冷凝形成的,通常情況在巖石內(nèi)部呈帶狀分布。所以,即便是已經(jīng)探明的銅礦,其表層母巖基質(zhì)的銅離子含量在絕大多數(shù)情況下并不會(huì)出現(xiàn)偏高的情況。即使是由于地殼運(yùn)動(dòng)或者水力、風(fēng)力、冰川等侵蝕,能夠裸露在地表的銅礦帶也是極為少見的。讓人尷尬的是,“銅蘚”生長環(huán)境中的銅離子很可能是來自銅礦開采后的二次污染。因此與其指望“銅蘚”指示銅礦,看來還不如用來指示銅礦是否開采完畢。在聯(lián)合自然保護(hù)委員會(huì)(Joint Nature Conservation Committee,JNCC)制定的人工生境選擇指導(dǎo)手冊(cè)中,長蒴缺齒蘚被列為耐受重金屬離子植物的典型代表,輔助人們確定具有異常金屬元素分布的生境,當(dāng)然,也包括廢棄的礦山跡地。顯然,如果是在廢棄的礦山發(fā)現(xiàn)長蒴缺齒蘚的話,的確也沒有什么值得炫耀的指示意義。

  其次,銅元素究竟是不是制約“銅蘚”分布的關(guān)鍵因素尚有待進(jìn)一步論證。一方面,在北美:人們出于對(duì)房屋建筑防水性能的考慮,使用硫酸銅溶液清除生長在木屋屋頂?shù)奶μ\植物;另一方面,在英國,富含硫化銅的巖石基質(zhì),隨著物理風(fēng)化和微生物的協(xié)同作用所形成的重金屬脅迫及酸性環(huán)境,使得絕大多數(shù)苔蘚植物望而卻步,而長蒴缺齒蘚卻毫不畏縮,當(dāng)之無愧成為苔蘚家族中耐受銅離子的稀缺“人才”。好在長蒴缺齒蘚并不生長在“湯姆叔叔”的小木屋頂,否則“銅蘚”的傳奇也不會(huì)持續(xù)那么長的時(shí)間。Schatz是最早質(zhì)疑銅蘚的人,他認(rèn)為在“銅蘚”生長基質(zhì)中,除銅之外,還常常伴隨鉛、鋅、鐵元素的硫化物,“硫蘚”的提法或許比“銅蘚”更為貼切,與其說是銅離子,還不如講是硫酸根環(huán)境造就了“銅蘚”的與眾不同(Schatz, 1955)。由于銅離子通常和硫酸根結(jié)合在一起,人們往往更關(guān)注土壤中相對(duì)更少出現(xiàn)的重金屬離子,從而使人錯(cuò)誤解讀嗜銅的金屬喜好(Schofield, 1959)。Wilkins(1977)明確指出長蒴缺齒蘚在英國充其量只能算一個(gè)“兼職”的嗜銅植物,生長基質(zhì)中銅離子的存在與否不是限制其分布的關(guān)鍵因素。很快,Nieboer等人(1979)便通過試驗(yàn)證實(shí)長蒴缺齒蘚之所以能在富含銅離子的環(huán)境中生存,在于它能在體內(nèi)大量富集鈣離子而非銅離子,有助于穩(wěn)定其細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu),從而抵御硫化物的酸性脅迫。

  第三,詭異的地理分布,導(dǎo)致“銅蘚”童話般的傳說,謠言四起卻無從驗(yàn)證。事實(shí)上,舌葉蘚(Merceya ligulata),篩齒蘚(Coscinodon cribrosus),紫萼蘚(Grimmia atrata)和密葉被蒴苔(Nardia scalaris)也都因?yàn)槠渖L基質(zhì)中較高濃度的銅離子而相繼在人們的美好祝愿中被冠以過“銅蘚”的頭銜。而為什么植物學(xué)家偏偏揪著長蒴缺齒蘚大作文章呢?其中的奧秘在于它獨(dú)特的地理分布格局。從全球的尺度上著眼,長蒴缺齒蘚的分布為泛北半球廣布,歐洲(阿爾卑斯山脈、奧弗涅、比利牛斯山脈等地)、北美洲(阿巴拉契亞山脈、阿拉斯加)均見報(bào)道。但在具體的分布區(qū)域內(nèi),其零散的種群分布使得在野外要發(fā)現(xiàn)該種極其困難(Shaw 和Schneider, 1995)。正是因?yàn)樵诰钟蚍植嫉南∮行?,使得?yàn)證缺齒蘚是否具有銅礦指示作用的研究案例不足。也許正是某個(gè)偶然的巧合,促成了人們對(duì)銅蘚的一廂情愿。

  在我即將完成本文的時(shí)候,突然發(fā)現(xiàn)大多數(shù)期刊中所使用的“銅蘚”都被打上了引號(hào)。也許那些期刊的主編們?cè)缇椭獣浴般~蘚”的提法其實(shí)并不靠譜,但似乎不這樣提不夠吸引眼球,只好打上引號(hào),才沒有故意制造噱頭、誤導(dǎo)公眾的嫌疑。原來長蒴缺齒蘚對(duì)“銅臭”的偏好不過是人們強(qiáng)加的而已?! ?/p>

  參考文獻(xiàn)  

  Persson H. 1956. Studies in “copper moss” J. Hattori Bot. Lab. 17, 1-18

  Sassmann S., Wernitznig S., Lichtscheidl I. K., Lang I. 2010. Compering copper resistance in two bryophytes: Mielichhoferia elongata Hornsch. versus Physcomitrella patens Hedw. Protoplasma, 246: 119-123.

  Schatz A. 1955. Speculation on the ecology and photosynthesis of the “copper mosses”. The Bryologist, 38: 113-120.

  Schofield W.B. 1959. Mielichhoferia mielichhoferiana in the southern appalachians. The Bryologist, 62: 248-250

  Shacklette H.T. 1967. Copper moss as indicator of metal concentrations. U.S.Geol. Surv. Bull. 1198G: 1-18.

  Shaw A.J., Schneider R.E. 1995. Genetic biogeography of the rare “copper mosses”, Mielichhoderia elongata (Bryaceae). American Journal of Botany, 82: 8-17.

  Wilkins P. 1977. Observations on ecology of Mielichhoferia elongata and other "Copper mosses" in the British Isles. The Bryologist, 80 (1): 175-181.


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