中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蝸牛殼藏著氣候密碼小小殼體記錄大大氣候史(2)

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2025-11-24 09:53:55 新浪財(cái)經(jīng)

掃描電子顯微鏡下的觀察進(jìn)一步揭示了這一現(xiàn)象的微觀基礎(chǔ)。幼年蝸牛的殼體厚度僅為 46.9 微米，結(jié)構(gòu)相對(duì)松散；到了三個(gè)月大時(shí)，殼體增厚至 114 微米，內(nèi)部的交錯(cuò)板狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始變得規(guī)則；而五個(gè)月大的成年蝸牛，殼體厚度達(dá)到 356 微米，呈現(xiàn)出致密而有序的交錯(cuò)板狀結(jié)構(gòu)。這種殼體礦化程度的變化，以及伴隨生長(zhǎng)而發(fā)生的新陳代謝過(guò)程的改變，共同造成了同位素組成的差異。

實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)固然重要，但自然界的情況是否也是如此呢？為此，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了四川攀枝花地區(qū)。這里地處青藏高原東南緣，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，具有明顯的干濕季節(jié)變化。每年 6 月至 10 月為濕季，11 月至次年 5 月為干季，這種季節(jié)性的氣候變化為研究提供了天然的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。

研究人員從同一微生境（不足 50 平方米的區(qū)域）采集了 8 只不同大小的野生蝸牛（Lissachatina fulica），包括 2 只成年個(gè)體和 6 只未成年個(gè)體。通過(guò)對(duì)這些蝸牛殼體進(jìn)行系列采樣，共獲得了 335 個(gè)亞樣品進(jìn)行同位素測(cè)量。結(jié)果表明，盡管不同年齡個(gè)體的 δ18O 絕對(duì)值存在差異，但它們的序列變化趨勢(shì)具有高度一致性，主要反映了降水 δ18O 的季節(jié)性變化。

野外蝸牛殼體的 δ18O 變化幅度遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的個(gè)體。最大的一只蝸牛（PZH shell-1）的殼體內(nèi) δ18O 變化范圍達(dá)到 7.01‰，清晰地記錄了干濕季節(jié)的轉(zhuǎn)換。殼口附近顯示出相對(duì)正的 δ18O 值，表明它記錄了冬季的高 δ18O 降水；相鄰的殼段顯示出較低的 δ18O 值，對(duì)應(yīng)著夏秋季節(jié)的濕潤(rùn)時(shí)期；而殼體中部最正的 δ18O 值則反映了前一年干季的生長(zhǎng)。通過(guò)這種方式，研究人員甚至能夠估算出蝸牛的生長(zhǎng)年齡，發(fā)現(xiàn)基于 δ18O 的年代學(xué)比簡(jiǎn)單依靠物理尺寸更為可靠。

除了氧同位素，碳同位素（δ13C）也蘊(yùn)含著豐富的環(huán)境信息，主要反映蝸牛的食物來(lái)源。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下，研究發(fā)現(xiàn)亞成年和成年個(gè)體的殼體 δ13C 值比幼年個(gè)體富集約 1.3‰。由于所有蝸牛都喂食相同的生菜（C3 植物，δ13C 約為-27.5‰），這種差異不能用食物變化來(lái)解釋。

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