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一滴水的世界足以擦亮你的眼球

一滴水,晶瑩透亮,肉眼看上去,裡面什麼也沒有,但如果把它放到顯微鏡下,你會發現裡面的世界熱鬧非凡。在北京自然博物館就有一張圖片展示出水中的精彩世界。

它們就是我們常說的浮游生物,在《The wonderful world of life in a drop of water》這期TED視頻里,演講者Tom Zimmerman和Simone Bianco稱它們為「the Elders」,之所以稱它們為老者,是因為它們在這個世界上已存活了五億年,並且正式由於它們將空氣中的氧氣量增加了兩倍,才給這個世界更多生命產生的可能,也給我們人類誕生創造了條件。

今天我們就跟著兩位演講者了解下這些長壽的浮游生物吧!

靈魂的碰撞才有了這個故事

我們總說這個世界好看的皮囊千篇一律,有趣的靈魂萬里挑一。這兩個演講者就是因為靈魂而聚集到一起的,Simone是一個物理學家,Tom是一個發明家,這兩個人跟生物學領域沒有半毛錢關係。

幾年前,Tom在一個公開場合介紹他的最新發明——3D顯微鏡,當時的Simone在觀眾席聆聽,聽完Tom介紹後,他突然意識到3D顯微鏡可以解決困擾他已久的一個大問題——快速測量浮游生物的運動速度,以便以數學方式模擬它們的感知和行為。Simone很坦率地跟Tom說,自己需要3D顯微鏡的協助,對Tom來說,他剛好也需要檢測下自己的新發明功能如何,所以這用Tom的話來說,就像花生醬搭配巧克力,一切都很完美。

浮游生物有什麼價值?

發明家Tom在現場做了一個有趣的互動——屏住呼吸。用不了幾秒現場的人就變成了下圖面紅耳赤的樣子。

那在這短短几秒鐘的時間裡,我們體驗的就是沒有浮游生物的世界。由於海洋浮游植物蘊藏量巨大,所以這些微小的有機體產生了我們地球三分之二的氧氣,如果沒有它們,我們的生命是不存在的,這個說法並沒有誇張。

我們很多人都知道,自從1950年以來,地球表面平均溫度由於所有的二氧化碳排放到空氣中而增加了一攝氏度。而這近七十年里我們人類也沒有受太大的傷害,所以這種溫度升高對我們來說可能不是什麼大不了的事情,但是對浮游生物來說卻是一件很大的災難,間接的測量表明,由於氣候變化,全球浮游植物種群在1950年至2010年期間下降多達40%。

當然浮游植物的減少也有可能是被飢餓的魚群吃掉的。在我們全世界約有十億人將魚作為動物蛋白質的主要來源,我們往往把大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃「泥巴」的現象叫作「食物鏈」,而浮游植物是食物鏈中的第一個環節,它們是海洋動物直接或間接的餌料來源。那這樣來說浮游植物的減少不止是關乎到我們氧氣減少的問題,還涉及到食物問題,如果沒有浮游植物,那海洋動物就會減少,而魚類的缺失,會給我們造成一個巨大的食物缺口。

浮游生物對我們來說還有另外一個貢獻,那就是浮游生物祖先的遺體構成了我們今天燃燒的碳,並且占的比例很大。再一想,我們現在的浮游生物的主要使命是減少空氣中的那些碳啊,這竟有幾分諷刺。

然而現在的問題是這些浮游生物的減碳效率根本跟不上我們巨大的碳排放量,這也就意味著我們大量的碳排放生活方式正在壓垮這些維持生態平衡的特殊物種。毫不誇張的說,我們正在殺死近半幫助我們呼吸的生物,所以我們在另外一種形式的「慢性自殺」。

看到這兒,你也許會說,我們為什麼沒有採取措施保護這些浮游生物呢?我們為什麼沒有關注到它們?

Simone的觀點可以借用《小王子》中的一句話:至珍之物總不為肉眼所見。我們沒有關注到浮游生物,是因為它們太小了,我們每天匆忙生活也常常忽略周圍開了好幾天的花,新長出的嫩芽,更別說這些肉眼不可見的生物了。

下面我們跟著Tom和Simone一起走進這些浮游生物吧!

想要潛水走進浮游生物的世界,我們需要把自己縮小1000倍,那時候我們的手指大小跟我們現在頭髮的粗細一樣。Tom的3D顯微鏡可以幫助我們完成這樣一個過程。

這台顯微鏡的基本工作原理是:它有一個圖像感測器,跟我們手機攝像頭後面的感測器是一個類型的;然後既然是觀察浮游生物,所以必須有一個可以承載這些生物的小盤子;在下邊還有一個LED燈可以將浮游生物的影子投射到圖像感測器上;邊上的銀色部分是一個XY繪圖機,這樣我們可以讓圖像感測器跟著浮游生物移動;還有一個秘密武器是Som的頭盔,在頭盔上有一個傾斜感測器,這樣就可以用頭來控制顯微鏡了。

在我看來這個儀器好玩又有趣,讓我想起了小時候玩的積木,為了過家家更有趣,用積木搭出各種各樣的形狀來符合我們的劇情。Som為了更好的感知到浮游生物而創造出這樣的儀器,解決他的問題。所以有一個天馬行空的想法再加實踐,就會有很多奇妙的事情發生。

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現在我們看到在屏幕的中央有很多小小的生物,它們叫做「輪蟲」,它們是水裡的垃圾收集員,可以分解有機物質,使其得以被環境重新回收利用。所以大自然是一位神奇的回收利用師,結構不斷再生,又不斷被分解和回收,這所有的過程所需的能量都源於太陽能。從這兒可以看出我們的大自然很懂得節約能源,廢物回收呀。那我們人類是不是也需要聰明點,學會廢物利用,把垃圾回收做的更好一點呢?

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我們再來看這個大大的像冰淇淋一樣的生物,它們叫做「喇叭蟲」,它們看起來很大隻,但是它們本身只有一個細胞哦~還記得我們剛剛看的輪蟲嘛,它們雖然只有0.5毫米長,但是卻有大約1000個細胞。但喇叭蟲只有一個細胞,它能感知並對周圍的刺激做出反應,當它遇到一些有毒的化學物質時,它們會後退遠離,所以可以嘗試利用喇叭蟲感知水和食物中的污染物,當然這個想法Simone還在實驗中,可能過不了多久就會有結果吧。

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我們再來看最後一個,在屏幕里有很多小點點,這些點點是水藻,我們空氣中大部分的氧氣都是它們製造的,所以此時此刻我們正在呼吸著水藻製造的氧氣。有趣的是,大約在10億年前,遠古植物就通過吸收微小的浮游生物進細胞內來獲得光合作用的能力,這就跟我們把太陽能板放在屋頂是一個道理。

在這樣小小的一滴水裡就上演著這樣精彩的故事,所以說微觀世界比科幻電影還要神奇。

通過上面的介紹我們已經知道浮游生物對我們多麼重要,如果我們殺死浮游生物,那我們也會犧牲,可能是死於窒息也可能是死於飢餓,二選一吧。

一個世紀以前我們就意識到全球變暖的危害,瑞典一位名為阿列紐斯的科學家也曾計算出焚燒化石燃料會給地球溫度變化帶來的後果,當然我們現在行動起來也不晚。

現在我們這個世界是靠化石能源驅動的,但如果我們有能力調整為用可再生的太陽能來驅動這個社會的運轉,那我們就可以創造一個更持續發展、更有保障的未來。

我們全世界最擔心的三個典型問題:

工作的保障是吃和住,剛剛我們看到浮游生物這麼一個小小的個體都在尋找一處能吃能繁衍的地方,所以一個細胞與生俱來地為了食物和繁殖奔波,那麼我們人體內的30萬億個細胞自然也有著同樣的渴望。

暴力——對化石能源的依賴會讓一個國家變得脆弱,對石油資源的爭奪會激起矛盾,無論是侵佔者還是受害者,兩個國家的人民都會受到傷害。而太陽能則不同,太陽能是普惠全世界的,沒有人能擋得住、搶得走太陽。

最後一點健康,化石能源就像是一隻全球都在吸得煙,而煤炭就像是沒有過濾的煙。戒煙的最好時期是現在,而不是等我們發現已經有肺癌、有重病的時候,所以不要等我們感到痛苦時才大夢初醒。

雖然痛苦最終會且必然地促成改變,但在造成傷害之前,我們可以用我們的大腦、思維去改變、減少痛苦。所以讓我們用科學駕馭能源,那些浮游生物們賴以生存了幾百萬年的能源——太陽


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