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張馨木（中國科普研究所博士後）

“很久很久以前，地球上……”多麽(me) 熟悉的開場白。

當你欣賞有關(guan) 遠古的紀錄片時，有沒有好奇過：這些言之鑿鑿的解說詞，複盤著幾千萬(wan) 甚至上億(yi) 年前的故事，科學家們(men) 是怎麽(me) 知道的？

除了研究常規化石，科研工作者還使用一種考古、古氣候和古植被等研究中常用的方法——植矽體(ti) 分析法。

什麽(me) 是植矽體(ti)

自然界中，水晶、瑪瑙、石頭和沙子都含有二氧化矽，水中也會(hui) 溶解少量的二氧化矽，高等植物的根係在吸收水的同時，一並吸收了可溶性二氧化矽，並輸送到植物的各個(ge) 部分。這些二氧化矽在植物細胞間和細胞內(nei) 沉澱下來，就像人得了結石一樣，形成了方形、啞鈴形、十字形、帽形等各種形狀的植物“結石”——含水非晶態二氧化矽顆粒，也稱植矽體(ti) 。

這些“結石”個(ge) 頭很小，一般在20—200微米，主要組成是二氧化矽（70—95%），此外還有吸附水（3—12%）、有機碳（0.1—6%）及鋁、鐵、鉀、鈉、鈣等微量元素，在顯微鏡下一般呈無色或淺肉紅色，雜質多的情況下也可能呈褐色、棕色。

植矽體(ti) 分析法為(wei) 啥好用

植矽體(ti) 分布廣泛、數量多，哪裏有高等植物，哪裏就有植矽體(ti) ，1克禾本科植物葉子中就有10—100萬(wan) 個(ge) 植矽體(ti) 。

植矽體(ti) 是可以區分的，不同植物和同種植物不同部位產(chan) 生的植矽體(ti) 在外形和數量上不一樣，通過研究植矽體(ti) 的大小、形狀、種類和含量，就可能推斷出曾經的植被是什麽(me) ，產(chan) 量怎麽(me) 樣。

植矽體(ti) 的性能強悍，耐酸、耐堿、耐高溫，別說是植物死亡和腐爛，就是被動物吃了，它都不會(hui) 分解，最終還是滲入土壤中，連同諸多植物原本的信息被長久保存下來。其內(nei) 部的包含物，因為(wei) 封閉在內(nei) 部，不易受外界環境變化的影響，就可以直接反映古環境的信息。

正是擁有這些特點，植矽體(ti) 作為(wei) 一種微體(ti) 植物化石才會(hui) 被應用到各種研究中。

植矽體(ti) 分析法可以幹點啥

考古過程中讓人撓頭的一個(ge) 問題就是有些物品禁不起歲月蹉跎，容易“爛”，比如織物。那發現不完整的“破爛席子”怎麽(me) 辦呢？在周原遺址2017年度齊鎮發掘區田野考古發掘中，北京大學的研究人員發現了一些嚴(yan) 重降解的織物，猜測是某種草席，於(yu) 是提取了植矽體(ti) ，發現它們(men) 的形態特征和組合與(yu) 蘆葦莖稈中的植矽體(ti) 完全符合，終於(yu) 揭開了3000多年前的蘆葦席的麵紗。

中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所的研究人員在恐龍化石牙縫裏摳出“牙結石”，檢測到了其中的植矽體(ti) ，發現竟然是禾本科植物。通過綜合分析，這項研究不僅(jin) 證明了1億(yi) 多年前的馬鬃龍是“吃素”的恐龍，更是將禾本科植物起源的關(guan) 鍵時間點從(cong) 幾千萬(wan) 年前大幅提前到了1億(yi) 多年前的早白堊紀。

馬鬃龍化石及其嘴裏的植矽體(ti) (圖片由作者提供)

除了考古，還有科學家用植矽體(ti) 分析法重建古植被和古氣候。東(dong) 北師範大學的研究團隊對長白山地區的古植被和古氣候進行了重建，發現晚冰期以來這個(ge) 區域經曆了連續的氣候變化，從(cong) 寒冷幹燥到溫暖幹燥再到溫暖潮濕最後是涼爽幹燥的環境，森林和草原的分布也隨著氣候的變化一直波動。

最後，還需強調一點，任何一種研究方法都存在自身的局限性，植矽體(ti) 分析法雖好，但在研究過程中通常還是多種方法結合使用，比如動植物的化石、孢粉、生物標誌物、放射或穩定同位素等方法，從(cong) 多個(ge) 角度證明，拿出充分的證據，才能得出更可信的結果。

（本文2022年1月28日刊發在《科普時報》上）

（排版：張馨木 編輯：齊鈺 審定：鄒貞）

2017年起，中國科普作家協會(hui) 持續開展“科普科幻青年之星計劃”項目，麵向全社會(hui) 遴選、培育18-45周歲、有誌於(yu) 科普科幻創作的青年人才。活動開展5年來，培訓學員近5000人，1245篇科普科幻作品得到展示，數百名作者被授予“科普科幻青年之星”稱號。2021年，從(cong) 近400部作品中遴選出30部優(you) 秀作品，其中科普作品19部，科幻作品11部。經中國科普作家協會(hui) 積極推薦，部分作品陸續在《科學故事會(hui) 》《中國青年報》《科普時報》等媒體(ti) 刊發，中國科普作家協會(hui) 微信公眾(zhong) 號通過“邂逅新星”欄目進行轉發，以饗讀者。

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