1500萬年前的松果仍然可以移動

本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點

20世紀60年代，德國礦工從地下挖出了三個儲存在煤中的松果。他們沒想到的是，他們的發現仍然可以運作。

你可能沒有意識到松果可以移動，因為它們移動緩慢，並且只對溼度變化做出反應。事實證明，松果在約翰·哈里森，這位著名的鐘表匠，聲稱獲得了英國經度獎之前數百萬年，就已經發現了雙金屬片。約翰·哈里森在他1759年完成的第三個航海天文鐘中使用了雙金屬片。

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哈里森正在尋找一種方法來保護他的鐘表免受溫度變化的影響，溫度變化不可避免地會損害它們在海上的準確性（因此，它們可以透過簡單地將手錶的時間與當地時間進行比較來正確給出船舶的經度）。加熱和冷卻會導致鐘錶的金屬內部膨脹和收縮。由於金屬在溫度響應方面有所不同，他將兩種金屬的條帶鉚接在一起，以抵消彼此變化的影響。問題解決了。

雙金屬片也是恆溫器的常見元件，它們用於測量溫度而不是緩衝其影響。

松果使用兩種不同型別的木質細胞來利用相同的原理，但這些細胞對溼度變化而不是溫度變化做出反應。當潮溼時，錐鱗下層的細胞膨脹20%。上層幾乎沒有膨脹。因此，在潮溼的天氣裡，錐鱗會捲曲並關閉錐體，防止風傳播的種子在不太可能走遠時逃脫。當鱗片乾燥時，它們會開啟，讓種子逃脫。

到目前為止，已知最古老的保留吸溼性的木材大約有1300年的歷史。由於木材是各種各樣的昆蟲、真菌和微生物的首選食物，因此很少有木材能儲存足夠長的時間進行測試，這並不奇怪。因為松果是由它們的親本脫落並留在地上腐爛的，所以它們也很少能存活下來。

設法在德國地下深處倖存下來的三隻年邁的錐體屬於兩個松樹科群：非常成功的松屬和油杉屬，這是一組不尋常的針葉樹，其三個現存物種棲息在東南亞。根據發現它的岩石的年代，其中一個松屬錐體生長在約12萬年前的最後一次間冰期。另一個松屬錐體和一個油杉屬錐體生長在約1500萬年前的中中新世時期。

利用在煤中發現的儲存完好的錐體的意外事故，一組德國科學家決定測試這種古代木材的吸溼性和結構彈性。他們將錐體浸泡在水中，只是觀察發生了什麼，並在1月份發表在《科學報告》上的一篇論文中記錄了結果。為了進行比較，他們還浸泡了一個大小相似的新鮮蘇格蘭松樹（歐洲赤松）錐體。

令他們感到高興的是，他們發現舊的錐鱗仍然會在水中捲曲，儘管只有新鮮錐鱗的一半左右。

他們將錐鱗彈力的喪失歸因於結構退化或由於比泥土還老而導致錐鱗的兩層分離。

他們還掃描了錐體，以檢視礦化作用（真正的化石作用，即木材變成石頭而不僅僅是煤）是否可能導致這種功能喪失。儘管錐體的某些末端有少量礦化斑點，但古代錐體的整體礦物質含量非常低。作者說，錐體是“煤化”而不是化石化，這保留了它們的功能。

數百萬年來，並且在沒有任何外部維護的情況下（我們必須假設），這些鱗片保留了其被動液壓功能——遠遠超過了“人造可移動襟翼”迄今為止取得的成果，作者指出。他們希望利用這些結果來改進我們自己時間測試較少的的設計。

參考

Poppinga, Simon, Nikolaus Nestle, Andrea Šandor, Bruno Reible, Tom Masselter, Bernd Bruchmann, 和 Thomas Speck. "化石針葉樹球果的吸溼性運動." 科學報告 7 (2017): 40302.