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译文:麦克阿瑟奖的天才说:“植物有魂魄”

译者:安凌渡  时间:2013-10-11

()C.凯文•博伊斯是一位古植物学家,是2013年麦克阿瑟“天才奖”的获奖者之一。

“今届的麦克阿瑟获奖者是非常卓越的一班人,他们集体展现出了美国人创造力的广度和深度,”麦克阿瑟基金会副会长塞西莉亚康拉德,在星期三公布2013获奖者名单的新闻发布会上称:“他们的故事值得我们学习。”

在接下来的几天里,我们将推出关于这些具有非凡创造性杰出人士的系列节目——“与天才面对面。”

C.凯文•博伊斯声称他不是园艺高手,虽然他以研究植物为生。

“我真的不是!”他坚称,“我知道有些古植物学家很喜欢种植,但我却不是这样子的。”

然而却没有多少古植物学家有资格声称自己只不过是获得学术领域界的最高荣誉之一,惟有他,博伊斯——2013年麦克阿瑟“天才奖”的获奖者。

这位斯坦福大学地质与环境科学的教授,是为数不多但却深具影响力的古植物学派当中的一员,他们研究远古植物化石,从而解析数百万年前植物进化和天气模式之间的关系。

“植物也有魂魄”:

一直到博伊斯在哈佛大学的研究生学院攻读古生物学,研究生命形态的进化和发展,他这才意识到自己或许是个另类形式的园艺专家。

“我不是什么植物学天才之类的人,”博伊斯说,“(只不过是)植物有某些独特的性质需要我们着力这些方面的研究……它们有细胞保存的特性。”

细胞保存的意思是说,植物化石能够保存完好,并且能够揭示出数百万年前植物的内部系统功能。植物的这种保存特性解决了博伊斯关于进化论的一些苦恼问题,是研究动物化石时所不能够提供的。

“研究动物化石就困难得多了,”博伊斯说,“一扇贝壳就是一扇贝壳。就算是恐龙的骨头化石,在骨头周围你也找不到任何软组织。

“但植物就不同了,你能够看到细胞保存下的内在系统。每一个植物细胞都有一层强韧的细胞壁。植物拥有动物们所没有的魂魄——我只能从字面上这么来解释。”

强韧的细胞壁是解析进化生物化学的一个关键所在,因为它能保存有机物质。反过来,这化石中的有机物质,也为考证植物的年龄以及它的内部系统如何运作等提供了有价值的线索。

天气变化之谜:

那,这些线索究竟是什么呢?

或许你可以把植物想像成一个温度计,一种测量它周边气候的指示器。

对于植物而言,水的运作是一个重要的过程——使水分在植物体内流通,这一过程称为蒸腾作用,对植物生存是至关重要的。还记得当你的盆栽失去水分几天以后是什么样子的?是不是干巴巴的,也许边缘还很枯脆?

这是植物发出的讯号,在警示说这系统出了问题还有大气的某些运作使它不能适应了。

博伊斯说,植物的脉络向科学家们揭示了这些作用的影响。

“如果植物需要吸收二氧化碳同时又不可避免地要蒸发水分,那它就需要发展出更高密度的脉络(以储存更多的水),”他说。

换句话说,如果气温增高,植物会生长出更多的叶脉以帮助自身的蒸腾作用——这种形式现在在森林砍伐严重的地区越来越常见,例如亚马逊热带雨林。

博伊斯所言,植物进化系统和天气模式的关系就像一条双向道(注:相互作用的意思)。

“如果它们蒸发出的水分足够多,就可以改变气候了,”他说,“你可以看一下热带区域,根据地理常识,这里总会形成多雨带。热带大气中的水分多源于植物,正是因此而支配着热带的气候。如果你砍伐森林,你就会破坏这个地区维持环境运行的降雨量。”

这种植物脉络与气候变化的互动反应模式不仅发生在热带雨林,博伊斯说,有证据表明因为气温持续上升,寒冷地区和高海拔地区的植物脉络也因此有所转变。

过去,是给自然界现在以及未来的一种借鉴。

“如果你能回到一亿五千年前,那时的热带雨林绝不是现在这个样子,”他说,“(如果没有植物化石),你就不能深刻地了解现代自然环境。”

虽然他的研究对环境而言有着深远的影响,但博伊斯说自己最主要的还是一个古植物学家,研究植物化石才是他最关心的。

“我不是一个生态学者,”他强调说,“我只是做了我最喜欢做的事情。我也不是一个气候学家,但我喜欢揭开古化石的年龄以及它想要告诉我们的秘密。”

   
用户:客人   IP:已隐藏   发表时间:2013-10-03  
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用户:客人   IP:127.0.0.1   发表时间:2014-09-02  
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原文:MacArthur Genius: "Plants Have Souls"

发现者:lylillian  来源: 发布时间:2013-09-29 类型:转载


C. Kevin Boyce.

C. Kevin Boyce is a paleobotanist—and a recepient of the 2013 MacArthur "genius grant."

"This year's class of MacArthur Fellows is an extraordinary group of individuals who collectively reflect the breadth and depth of American creativity," said Cecilia Conrad, vice president of the MacArthur Fellows program, in a press release announcing the 2013 recipients on Wednesday. "Their stories should inspire."

Over the next few days, we will profile some of these innovative people in this series, "Interview With a Genius."

C. Kevin Boyce claims he doesn't have a green thumb, even though he studies plants for a living.

"I don't!" he insists. "I know other paleobotanists who do, but I don't."

But few other paleobotanists can claim to have just won one of the premier honors in the intellectual arena—Boyce is a recipient of a 2013 MacArthur "genius grant."

The Stanford professor of geological and environmental sciences is part of a small but influential group of paleobotanists, folks who study ancient, fossilized plants to find clues to evolution and climate patterns from millions of years ago.

"Plants Have Souls"

It wasn't until Boyce was in graduate school at Harvard for paleontology, studying evolution and development of life forms, that he realized he might have a green thumb of a different sort.

"I wasn't a plant person from birth or anything," Boyce said. "[But] plants have unique characteristics that allow those kinds of studies ... They have cellular preservation."

Cellular preservation means that fossilized plants remain intact and reveal the internal function of flora from millions of years ago. That unique preservation answered some of Boyce's nagging questions about evolution in a way studying animals couldn't.

"It's more difficult with animals," Boyce said. "A clamshell is a clamshell. With dinosaur bones, you can't look at soft tissues around the bones.

"But with plants, you have cellular anatomy preserved. Every plant cell has a strong cell wall. Plants have souls that animals don't—it was pretty literally that."

Strong cell walls are a key to understanding evolutionary biochemistry because they preserve organic matter. The organic matter, in turn, provides valuable clues into not only the age of the plant but also how it functioned.

Climate Change Clues

But what are those clues?

It might help to think about plants as a thermometer, a sort of indicator of the climate around them.

For plants, water processing is a vital process—moving water throughout its internal system, a process called transpiration, is crucial for survival. Remember how your houseplant looks without some water over the course of several days? Dry, perhaps brittle at the edges?

That plant is indicating that it's not doing too well and that the atmosphere has become somehow unfit for it.

Boyce says a plant's veins reveal these kind of effects to scientists.

"If a plant is trying to take in carbon dioxide but can't [do so easily] without losing water, there is a higher density of veins," he said.

In other words, if the climate gets hotter, plants display more veins to aid its transpiration process—a pattern that is now increasingly being seen in areas of high deforestation, such as the Amazon rain forest.

According to Boyce, the evolution of plant structure and its relationship to the climate is a two-way street.

"If they're capable of losing more water, it changes climate," he said. "If you look at the tropics, just based on physical geography, there will always be a rainy belt. It's based on vegetation. And it's this that dominates the tropics. If you cut down the forests, you're degrading the precipitation that's sustaining the environment."

This pattern of a response cycle in venation and climate doesn't occur just in rain forests, Boyce said, pointing to evidence in colder regions and at higher altitudes that venation has changed because of rising temperatures.

The past is an indicator of the present—and future—of natural life.

"If you went back 150 million years ago, the rain forest wasn't working the same way," he said. "[Without fossilized plants], you can't understand the modern environment."

Though his research on the environment has far-reaching effects, Boyce says that he is a paleobotanist first and foremost, and that the study of fossilized plants is his focus.

"I'm not an ecologist," he emphasized. "I kind of do what I enjoy the most. I'm not a climatologist either, but I'm interested in teasing out the lineage here and what it tells us."

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