花粉的伟大功绩

发布时间：83年01月26日

В. Марнин 编译杨颖林孝熊

在春暖花开的时候，如果你在一块玻璃板上涂上凡士林，让它暴露在空气中，然后再放到显微镜下，就会看到大量各种各样的微小颗粒。这就是植物的花粉。曾经有人计算过，每年到了这个时候，在莫斯科的每平方厘米面积里，沉积着1500粒这种活的花粉。

在地球最古老的岩层里就积存着花粉层。尽管产生这种花粉的植物，甚至于连同它们的种属、目、类都早已消失，但花粉却可以告诉我们，它们确实曾经存在过。

花粉的希腊文“Palinё”。花粉孢子学是一门科学，它的研究对象是现在还存活着的或早已不存在了的植物花粉和孢子。给这门科学定名还是不久前（1944年）的事。在这以前曾经有过花粉孢子分析。

并显示过它巨大的力量，从而很快进入了各个科学领域——植物学、古生物学、古地理学、古气候学、建筑学、医学……。

第聂伯河一带松树开花的时候，远望像是一片干燥的雾，又好像空气中蒙上了一层薄薄的尘埃。乌克兰的农村把这种雾称之谓“干雾”。它是由松树的花粉随风飘扬而形成的。这种轻盈的花粉可以被带到数百里，甚至数千里远的地方去。当它们在某个地方沉积下来后，就在那里经受时间的考验。

但这些微小的细粒恰恰是最不受时间的驾驭的。经过一定的时间，这些花粉的原生质当然会消失，但其外壳却仍然非常坚固，它们可以数千年甚至上亿年不腐烂。显然，这是自然界最完善的创造之一！就在不久前（1971年），英国化学家勃鲁克斯列出了花粉孢子的化学分子式，它和平常的分子式没有什么两样。花粉孢子只是一种生物聚合物，它是由氧、氢及碳原子按各种植物本身的一定分子量组成的大分子化合物。如松树花粉的化学分子式为C₉₀H₁₅₈O₄₄，枞树花粉 - C₉₀H₁₄₈O₃₈，橡树花粉一C₉₀H₁₄₄O₃₃。其中氧是坚硬的花粉唯一不能长期抵御的敌人。花粉在水中能长期保存，只有数种植物（落叶松、璎珞柏）的花粉会在水分多的介质中迅速腐烂。

花粉的耐久力是惊人的，甚至在很强的硫酸中，也只能使它的外壳颜色稍有变化，即使这样，也得在强酸中泡放许多小时以后。

花粉很早就已引起科学家们的兴趣。了解花粉孢子有助于更正确地划分植物种类。花粉颗粒的外形和结构已成为植物的辅助特征了。

植物花粉世界是纷繁多样的。现已查明，不同种类的植物，其花粉的外壳结构和形式都有其专门的特征：有不同的孔数、赘疣数、皱纹数；有呈球状的，有呈椭圆形的；其表面有的很光滑，有的带刺，有的凹凸不平。花粉的大小尺寸也不一样，最大的可达150微米，最小的玻璃草花粉则不超过10微米。

有些树的花粉带有一个气囊，有了它，花粉就可以在大气的海洋中“乘风破浪”，飘扬到遥远的地方去。松树的花粉就带有这样的气囊，故能传播到离开花地点很远的地方去。

花粉孢子学家一般把所有植物的花粉分为四个类别：有些植物的花粉是不能传播到远处去的，只能落在植物近旁，例如泥炭藓属的孢子是包在一滴水中的，不用风打就会落在自己“双亲”的附近的地上，渡上千百年。承风率较差的落叶松花粉实际上是就地脱落的。许多低矮的、靠昆虫授粉的灌木和草本植物的花粉也是不随风飘扬的。靠风力授粉的草本植物的花粉，有的可以传播十来米，有的可以传播上百米。禾本植物的花粉可以传播50多米，因此，不同类型的谷物试验田相互间应隔开50米以上，以免授粉混杂。

枞树、松树、桦树及椴树的轻盈花粉可以随风飘到上百、上千里远的地方去，有时甚至还会被带到那些从来也没有过这些树种的地方去。

这些不起眼的轻盈的微粒花粉，在科学上却占有相当的分量，不仅对科学的发展如此，而且近年来已经开始被应用到煤层及油、气田的勘探实践中去了。

在勘探石油时，正确按年代划分岩层及确定其延伸范围是非常重要的，同时还必须了解碳氢化合物的沉积和迁移情况。用花孢子分析法分析钻井岩心，可以大大减轻上述勘探任务。所以毫不奇怪，苏联80%以上的花粉实验室都是为石油和天然气工业服务的。

当前苏联的电站建设动工前都必须首先用花粉孢子分析法分析岩石。更不用说地质勘察队了。他们在外出勘察时，没有一名花粉孢子学家随队是困难的。就连在南北极和高山上进行考察的冰川学家们也都在没有生命的冰层深处找到那些足以揭示数百年、数千年前早已灭绝的生命之遗迹——微小的花粉。花粉帮助勘察人员去破译这本冰川“年鉴”。

沼泽学建立过程是花粉孢子学的启蒙阶段。在二十世纪前半期，形成了一门新的学科，叫沼泽学。它的研究对象是沼泽的发生，发展和扩大的特点以及地理区域的地貌要素。苏联科学家在沼泽地进行考察时发现泥炭沼泽中有大量的花粉，其数量在不同的地平高度各不相同。并开始在沼泽学中运用植物学对各种植物花粉孢子的研究成果。当运用范围大大得到扩大的时候，才产生并定名为花粉孢子学。

挪威的科学家于1917年在一个峡湾里搜集了各种泥炭样品，并根据当时已知的花粉种类统计了100种左右的花粉，找出了他们的百分比，取得了每一层特有的花粉图谱。目前，花粉孢子图谱法已开始广泛运用于泥炭业。但从图谱到认识自然群落的转移却还有一段距离。

这些年来，瑞典的古生物学家们已经在研究花粉孢子分析法，并建立了瑞典各部分地区的首批花粉图集。他们创建了泥炭田中各种树种的花粉可见频率的图谱。并得出了森林种属在冰期后时期（1 ~ 2万年内）逐步变迁的重要结论。

研究古生花粉和古生孢子对研究地球生命进化论有很大的帮助。地球植被的时间极限可追溯到一亿年以前，而地球上的生命从开始到现在已有35亿年了。

1928年B. C. 道克都洛夫斯基的学生M. И. Нейштадт对普列谢耶夫湖四周的泥炭田中所含花粉袍子进行了研究，取得了有关沼泽和森林的历史资料。三年后苏联又有人发表了论述苏联西北平原地貌的著作，其中利用花粉孢子分析法判断了广大幅员最新地质历史。从该文开始，又进入了用孢子花粉分析法进行地质研究的历史阶段。不久地质学家们证实了在地质勘探和探矿中采用花粉孢子分析法的可能性。

30年代末，花粉孢子分析法在泥炭沼泽勘探中取得了显著的成果，在沼泽潮湿地层中确实还有大量的花粉。但泥炭沼泽的花粉图谱只揭示了很薄一层的年代。至于测定沼泽的年龄和湖泊沉积年龄及确定植物群落变迁程序等等一切还都是花粉孢子分析法发展到第一阶段末期总结阶段的事。

当然，人们还是试图去搜集更古老的沉积岩中的花粉。然而，成效不大。因为岩层中花粉的含量非常少。能搜集到的花粉孢子也只是个别的。要搞到分析所需要的量，还要把它们加以浓缩，或者按地质学家的话说，把它们“富集”起来。富集花粉的目的是为了达到一定的浓度。为此要利用比重的不同，把花粉从矿岩微粒中分离出来。于是提出了用“杜列”（Tyлe）重液分离法和离心法来分离矿岩和花粉。

“杜列”（Tyлe）重液在自然界是没有的，它是化学家的一种创造。把碘化钾和碘化录溶解在一个瓷容器中，便形成一种黄色的“杜列”重液，其比重比一般水大两倍。在比重这样大的液体中，连石头都不会沉下去。分离花粉不需要这样高比重的液体，可以将其稀释到1.8 ~ 2.4。这样，岩石就会沉下去，而花粉则漂浮其上。然而，这样的沉淀速度太缓慢。于是又有人提出用离心法来加快速度。同时用碘化镉来置换该液中含汞的有毒组分，3 ~ 4分钟后，离心力把沉积物压到容器底部，花粉则集中在上面。然后取出放入少量甘油中，就可以制成实验标本。这个方法为花粉孢子学用于考古开创了新纪元。也是花粉孢子学发展道路上的一个转折点。从此，可以用它来解决许多有关沉积岩分层方面的地质问题，并用它来认识地貌历史，它是一种可靠的考古学工具。