1500万年前的松果仍然可以移动

本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点

20世纪60年代，德国矿工从地下挖出了三个保存在煤中的松果。他们没想到的是，他们的发现仍然可以运作。

你可能没有意识到松果可以移动，因为它们移动缓慢，并且只对湿度变化做出反应。事实证明，松果在约翰·哈里森，这位著名的钟表匠，声称获得了英国经度奖之前数百万年，就已经发现了双金属片。约翰·哈里森在他1759年完成的第三个航海天文钟中使用了双金属片。

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哈里森正在寻找一种方法来保护他的钟表免受温度变化的影响，温度变化不可避免地会损害它们在海上的准确性（因此，它们可以通过简单地将手表的时间与当地时间进行比较来正确给出船舶的经度）。加热和冷却会导致钟表的金属内部膨胀和收缩。由于金属在温度响应方面有所不同，他将两种金属的条带铆接在一起，以抵消彼此变化的影响。问题解决了。

双金属片也是恒温器的常见组件，它们用于测量温度而不是缓冲其影响。

松果使用两种不同类型的木质细胞来利用相同的原理，但这些细胞对湿度变化而不是温度变化做出反应。当潮湿时，锥鳞下层的细胞膨胀20%。上层几乎没有膨胀。因此，在潮湿的天气里，锥鳞会卷曲并关闭锥体，防止风传播的种子在不太可能走远时逃脱。当鳞片干燥时，它们会打开，让种子逃脱。

到目前为止，已知最古老的保留吸湿性的木材大约有1300年的历史。由于木材是各种各样的昆虫、真菌和微生物的首选食物，因此很少有木材能保存足够长的时间进行测试，这并不奇怪。因为松果是由它们的亲本脱落并留在地上腐烂的，所以它们也很少能存活下来。

设法在德国地下深处幸存下来的三只年迈的锥体属于两个松树科群：非常成功的松属和油杉属，这是一组不寻常的针叶树，其三个现存物种栖息在东南亚。根据发现它的岩石的年代，其中一个松属锥体生长在约12万年前的最后一次间冰期。另一个松属锥体和一个油杉属锥体生长在约1500万年前的中中新世时期。

利用在煤中发现的保存完好的锥体的意外事故，一组德国科学家决定测试这种古代木材的吸湿性和结构弹性。他们将锥体浸泡在水中，只是观察发生了什么，并在1月份发表在《科学报告》上的一篇论文中记录了结果。为了进行比较，他们还浸泡了一个大小相似的新鲜苏格兰松树（欧洲赤松）锥体。

令他们感到高兴的是，他们发现旧的锥鳞仍然会在水中卷曲，尽管只有新鲜锥鳞的一半左右。

他们将锥鳞弹力的丧失归因于结构退化或由于比泥土还老而导致锥鳞的两层分离。

他们还扫描了锥体，以查看矿化作用（真正的化石作用，即木材变成石头而不仅仅是煤）是否可能导致这种功能丧失。尽管锥体的某些末端有少量矿化斑点，但古代锥体的整体矿物质含量非常低。作者说，锥体是“煤化”而不是化石化，这保留了它们的功能。

数百万年来，并且在没有任何外部维护的情况下（我们必须假设），这些鳞片保留了其被动液压功能——远远超过了“人造可移动襟翼”迄今为止取得的成果，作者指出。他们希望利用这些结果来改进我们自己时间测试较少的的设计。

参考

Poppinga, Simon, Nikolaus Nestle, Andrea Šandor, Bruno Reible, Tom Masselter, Bernd Bruchmann, 和 Thomas Speck. "化石针叶树球果的吸湿性运动." 科学报告 7 (2017): 40302.