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原子弹居然炸出了鲸鲨的年龄核去核从 [复制链接]

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野生动物保护的一个关键部分就是要清楚地了解动物的年龄以及它们可以活多久。对于研究世界上最大鱼类的生物学家来说,这一重要信息并不是那么容易得到。

准确和可靠地估计年龄和生长情况,对于任何物种,特别是脆弱的弹性体,制定有效的可持续管理战略至关重要。如果计算它们的年龄不准确,它可能导致一个无效的管理制度,或更糟的情况是,被剥削物种的种群崩溃(类似于发生在橘棘鲷、大西洋胸棘鲷)。

鲸鲨

动植物测龄有哪些方式?

世界上最大的鱼类是啥?答案:鲸鲨。

为了填饱肚皮,鲸鲨时常会“不远万里”前去觅食。它们的身体可以长到18-20米长,平均体重20吨。这是个什么概念呢?嗯,大概相当于三四头非洲象加起来的重量吧。

除此之外,鲸鲨绝不会让人感到“眼盲”,因为皮肤上的白色波点很有特色。如今的鲸鲨被收录在了IUCNRedList(世界自然保护联盟濒危物种红色名录)的“濒危物种”一栏,与之有关的研究都还是一团谜。

其中非常重要的一条,人们疑惑于这种巨大鱼类的年龄。据估计,鲸鲨的寿命可达到70~年。但是当面对一条壮年鲸鲨时,要知道它是30岁还是50岁,还真是一个难题。在过去几十年的时间里,这个问题一直得不到解决。这是为什么呢?

在此之前,科学家们已经知道的是:像树桩上有年轮一样,从死去的鲸鲨体内取出的椎骨上,也有可以用来追踪年龄的线条。但人们并不清楚这些“椎骨年轮”产生的频率和原因。目前普遍存在的争议在于:有人认为鲸鲨每6个月形成一个“增长环”,有人则认为是一年。

对于某些鱼类,科学家可以检查耳骨(耳石)以确定该动物的年龄。切成薄片后,耳石显示出一种环的图案,就像人们在树上看到的那些环一样,然后可以计数出鱼类的活了多久。

然而,鲨鱼、鳐鱼和(短鼻)鹞鱼缺乏耳石,测年龄成为长期困扰科学家的难题。

鲸鲨椎骨成像

冷战时期的原子弹派上了用场

“在年代和60年代,热核武器的地面测试提高了大气中碳-14同位素的比例,这些同位素随后混入海洋,通过食物链并融入海洋生物。因此,通过比较椎骨内的碳同位素值和已知年龄的同位素基线年表,可以验证带沉积的时间,”近日发表在《海洋科学前沿(FrontiersinMarineScience)》杂志上的一篇新论文解释道。放射性碳年代测定的工作原理是比较碳的三种不同同位素:碳-12和碳-13的较轻、稳定的同位素,以及放射性的最重的同位素碳-14(放射性碳)。

碳-14是一种天然存在于大气中的放射性元素,地球上的每一种生物都会吸收。上世纪五六十年代进行的原子弹试验使碳-14的含量增加了一倍,让此后所有有机物中碳-14浓度上升。通过这种方式,测量组织样本中的碳-14水平可以很好地反映特定时间点的大气水平。而且,由于放射性同位素以规则的,可预测的速率衰减,因此与其他测年方法(例如年轮)一起对其进行校准,能很好地显示出某种有机物的老化速度。

研究人员分析了两只鲸鲨尸体的生长环,评估了整个鲸鲨体内的碳-14含量。然后,生长环中不同水平的放射性同位素含量为科学家提供了一幅清晰的图画,让科学家能够清楚地了解到生长环的形成频率,并由此推断出动物的年龄。

走入生活中的核技术

上世纪40年代后期,美国、苏联、英国、法国等不同国家和地区相继进行了原子弹爆炸测试,这也使得冷战时期(年至年之间)大气层中一种名叫Carbon-14(碳-14)的同位素含量倍增。

这是因为核爆会产生大量的中子,中子轰击大气中的氮气,产生大量的碳-14。大气中碳-14的相对浓度在年左右达到峰值,以后才逐年下降。

这必然会被环境和生物吸收。而通过吸收,环境中和生物体内的碳-14的相对浓度也逐渐增大。这会导致大气中的碳-14的相对浓度逐渐降低,环境中和生物体内的碳-14的相对浓度也随之减小,呈现共同增大、共同减小的趋势。

科学家们通过研究发现,从20世纪50年代开始,生物体内的碳-14的相对浓度呈现出具有高度的时间依赖性的曲线变化,这意味着当我们得知某个细胞的碳-14的相对浓度的时候,我们就知道它是哪一年形成的。

所以,我们只需要找出鲸鲨出生不久后形成的细胞,通过测定其碳-14的相对浓度,就可以知道鲸鲨的出生日期。不过,细胞是不断在更新的,例如皮肤细胞,一直处于替换当中,新生儿的皮肤细胞早已经不存在了。怎么办呢?神经细胞可以帮助我们解决这问题——有些神经细胞一旦形成,就会伴随生物终生。我们只需要找出这些神经细胞,对其进行检测即可。

如今,碳14测年作为一种较为精准的方法已被广泛应用于古生物、文物等的测年鉴定。而随着人类和平利用核能技术的不断进步,核技术在环保、农业、工业、医学等各个领域正结出“福”果。

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来源

综合大科技杂志、cnBeta等

编辑

黑炭

审核

北平

监制

存峰

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