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給孩子最好的科學教育
作者 | 萬物
編譯 | Mirror
夏日的海灘總是令人心馳神往，是不是已經迫不及待地想去擁抱藍天、碧海、沙灘、美少女（大霧）？除了這些美好風景，海邊其實還隱藏著一個肉眼難以看到的秘密世界。就讓我們把自己縮小成比借東西的小人阿莉埃蒂還小的迷你小人兒，踏上微觀世界的奇妙之旅吧！
“熱鬧”的沙灘
遠看沙灘，茫茫黃沙……似乎有點單調。別著急，讓我們拿出科學家的“魔鏡”——顯微鏡，再來好好瞧瞧，你就會發現沙灘的秘密藏寶。這個寶石庫般的繽紛世界除了沙子——晶瑩的石英顆粒，還有許多海洋無脊椎動物的殘骸，比如樹枝一樣的珊瑚、各種貝殼的小碎片等等。
圖片來源：RPS
接下來就讓我們追溯到這些“寶藏”的源起之地——海洋，尋找那些容易被我們遺漏的“寶物”。其實不用太費勁，從海邊取一滴水就是一個大千世界。
精巧“玻璃扣”
圖片來源：labroots
借助顯微鏡，在海灘的寶藏中你很可能會發現這些形狀豐富而規整的“水晶玻璃扣”。如果讓幾何學家設計珠寶大概就會是這個樣子。其實這都是一個個單細胞藻類，它們用硅質（二氧化硅為主）為自己打造了一個精致保護殼（細胞壁），因此就叫做硅藻。
雖然尺寸微小（僅10-200微米），但作為最常見的浮游藻類，它們每年制造了約20%的地球氧氣，吸收超過67億噸的硅，為海洋貢獻了近一半的有機物產量。
海洋“記號筆”
瓶狀的有孔蟲 | 圖片來源：RPS
這個像是用精致工藝打造的玻璃花瓶可不是人造物，而是有孔蟲（有孔蟲目，Foraminifera）的外殼，采集于我國的熱帶海域。它們的大小不足1毫米，就和一粒細沙差不多大。殼上有許多小孔，“有孔蟲”一名由此得來。它們的外殼形態豐富，比如瓶狀（如上圖）、螺旋狀（如下圖）、透鏡狀等等。
螺旋狀的有孔蟲 | 圖片來源：Wikipedia
雖然有的長得像“花瓶”，可它們絕不僅僅是“花瓶”。從寒武紀至今，有孔蟲幾乎遍布海洋，因此也成為了地質學家的好幫手。在我國的內陸地區，如北京、山西、湖北，甚至是四川、新疆一帶都發現過有孔蟲，這就說明這些地方曾經都是汪洋的領地。細心的科學家們還發現，當海水的溫度較低時，有孔蟲的殼偏小，孔會變少，因此也被作為遠古時代氣候的指示生物。
幽藍“海精靈”
圖片來源：Wikipedia
黑夜漸漸降臨，海邊突然出現了這樣的夢幻景象，它還有一個詩意的名字叫作“藍眼淚”。陶醉之余有沒有想過它究竟是什么？是藍色小精靈們嗎？
讓我們用顯微鏡揭開謎底吧！下圖這些宛如水中月的浮游生物就是藍色熒光海的主要制造者之一——夜光藻（Noctiluca scintillans）。當它們受到擾動時就會通過熒光素酶制造熒光以起到威懾捕食者的效果。
夜光藻 | 圖片來源：Wikipedia
夜光藻屬于雙鞭毛蟲門（Dinoflagellata），這個門類下的物種常常拖著兩條“辮子”（長鞭毛）。
圖片來源：American Museum of Natural History
雙鞭毛蟲簡直就是挑戰分類學家的存在。因為它們既有通過從外界攝取營養的異養型，也有能夠光合作用的自養型，還有許多物種是混合營養（兼具自養、異養）。雖然擁有典型的真核生物細胞器（高爾基體等）但是染色體卻并未像絕大多數真核生物那樣結合組蛋白，而是首尾相連形成環狀，表現出了原核生物的特征，因此被稱為介核生物（mesokaryto）。
海灘漫步就差不多到這里啦，是時候回到度假酒店享用一份海鮮大餐。來看看都有哪些好菜。
帽貝的牙
圖片來源：Wikipedia
這是一種名叫帽貝的軟體動物，好不好吃不知道，但“超能吃”是真的。打開它們的殼，在它們柔弱的身軀里其實暗藏利器。下圖所示就是顯微鏡下帽貝的牙齒，這樣細小的牙齒可是迄今發現的世界上最強韌的生物材料。其硬度與鋼鐵相當，且抗拉強度比蛛絲還強。原來，帽貝的牙齒主要由針鐵礦納米纖維構成（約占80%），通過礦化作用（biomineralization）形成，可以說是真“鐵齒銅牙”。
圖片來源：RPS
為什么需要這么硬的牙齒呢？因為它們最愛的藻類就附著于巖石表面，這樣的利齒可以就像剃刀一樣將藻類刮下。經常這么刮，再利的刀片也會鈍，別擔心，帽貝最不缺的就是牙。帽貝的齒舌上有超過100排牙齒，就像傳送帶一樣不斷更替，但只有最外面的前十排用于進食，損壞的牙齒也會在1-2天內被更新替換。
藤壺的嘴
你也許聽說過世界上最貴的食材之一——鵝頸藤壺。
鵝頸藤壺 | 圖片來源：Wikipedia
雖然咱們沒有那么奢侈，一些普通藤壺也是可以食用的。它們常常附著于巖石或船體下，令船員們十分頭疼。你平常看到的它們往往都縮在殼內，就像巖石上長出的疙瘩。一旦漲潮，它們就會伸出自己密集的蔓足，以濾過的浮游生物為食。
水中濾食的藤壺 | 圖片來源：Wikipedia
下面這張圖片就是顯微鏡下藤壺的蔓足和口器，是不是覺得像龍蝦的頭？
藤壺的口器 | 圖片來源：Igor Siwanowicz
實際上，外表像貝類的它們并不是軟體動物而是跟蝦蟹更接近的甲殼類。它們的6對蔓足除了濾食還有交換氣體的作用，可以說是藤壺的命脈了。
海參的骨
圖片來源：Wikipedia
最后上的是大家比較熟悉的海參（終于有點正常的東西啦）。屬于棘皮動物門的它們，表面突起的肉刺看起來有些虛張聲勢。但它們還真有點“硬骨頭”。取下一點海參的皮膚，用次氯酸鈉將軟組織腐蝕掉，再放到顯微鏡下，你就可能看到下圖的景象。
海參的骨片 | 圖片來源：RPS
這些像散落的船錨和盾牌一樣的結構其實是海參的骨片。不同種類的海參骨片也各不相同，因此被作為海參分類的重要依據。
我們平常吃到的海參是它們的體壁，內臟除了被人工處理掉也可能被它們主動“拋棄”。當被捕食者盯上時，它們就會“嚇到五臟俱棄”，其實這是海參的一種生存策略——將內臟噴出迷惑或威懾對方，然后逃走。當周遭環境惡化，例如缺氧時，它們也會有內臟排出行為（evisceration）。之所以敢這么做是因為海參擁有強大的再生能力，經過幾天到數周的修復，又會是一只完整的小海參啦。
什么？你不想吃了，怕咯牙？其實不管是帽貝的牙，還是海參的骨片都是小到你無法察覺的尺寸，放心吃就好啦。什么？是沒錢？夢里啥都有。
最后小編想說，很多東西看似微小但其實并不渺小，看似普通但亦有不尋常的細節。常常被我們忽略的它們在善于發現美的攝影師和善于觀察的科學家們的鏡頭下卻能大放異彩，甚至還有令人意想不到的本領和作用。所以，細心觀察，不管是夏日海灘還是日常生活，都會有更多別樣的微觀風景在等著你。
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