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澳大利亚首个正式开展植硅体研究的机构:CSIRO——联邦科学与工业研究组织(1948-1969)

The first formal Australian institution of phytolith research: CSIRO – the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (1948-1969)
2025-12-16 en

关于植物二氧化硅颗粒的第一部澳大利亚出版物问世于1903年(Chapman & Grayson),此后早期的植硅体研究工作……

正文

澳大利亚首部关于植物硅质颗粒的出版物问世于 1903 年(查普曼与格雷森),此后早期的植硅体研究努力分别在生物学与地球科学的细分阵地中展开(特恩布尔等,2023)。率先开拓澳大利亚植硅体研究的正式机构是联邦科学与工业研究组织(CSIRO),它在全澳大利亚设有站点,总部位于澳大利亚首都领地堪培拉。该组织是澳大利亚联邦政府负责科学研究与技术创新及其商业与工业应用的机构。澳大利亚正式的植物硅质与植硅体研究,始于在林产品部(隶属联邦科学与工业研究组织)内部开展的澳大利亚木材中硅质存在状况的研究。这些工作大多由 G·L·埃姆斯(1951;1952)及其合作者主持(埃姆斯与达斯韦尔,1948;1949a;1949b;埃姆斯与塔克,1952)。埃姆斯(1952)领导了全球最早关于球状植硅体形态型在木本分类单元中出现状况的研究之一,这也是针对澳大利亚本土分类单元的首次记录。
与此同时,在澳大利亚地球科学界,许多研究者把各类微体颗粒混为一谈,导致植硅体被广泛误鉴定为海绵骨针。这一错误在各种出版物中延续了至少 25 年(如利珀等,1936;尼科尔斯,1939;布鲁尔,1955、1956;利珀,1955),直到被澳大利亚地球科学家乔治·贝克纠正。贝克是在访问威尔士大学学院期间由弗兰克·史密斯森引介而认识植硅体的。史密斯森则通过俄国土壤科学家(如奥索夫,1943)产出的研究成果熟悉了植硅体。贝克与史密斯森的这次会面,有助于弥合澳大拉西亚与国际植硅体研究者之间最初的隔阂(特恩布尔等,2023)。
澳大利亚植硅体科学之父:乔治·贝克(1908—1975)。图片经美国矿物学会许可转载(原载于吉尔与塞格尼特,1976)
在纠正这一误鉴之后,贝克开启了澳大利亚植硅体研究的奠基阶段,始于 1958 年(贝克与利珀,1958)。正因如此,贝克常被亲切地称为「澳大利亚植硅体科学之父」(沃利斯与哈特,2003)。贝克在联邦科学与工业研究组织的矿物图表研究部建立了首个正式的澳大利亚植硅体研究组,这与该组织在第二次世界大战后为更好地理解澳大利亚干旱地区而开展的新科学努力相契合(弗里德尔与莫顿,2023)。因此,这个研究组的多数植硅体工作聚焦于干旱澳大利亚的应用,同时开始涉足岛屿东南亚的应用(贝克,1961)。
矿物图表植硅体研究组的一名关键成员是安吉拉·A·米尔恩,她是联邦科学与工业研究组织的荣誉研究助理,也是贝克的长期合作者(如琼斯与米尔恩,1963;琼斯等,1963;1966)。在矿物图表部之外,贝克与米尔恩同该组织植物产业部的植物学家密切合作,例如 L·H·P·琼斯(如贝克等,1959;1961),后者后来在英国多所机构工作(如草地研究所、雷丁大学)。同样,琼斯常与园艺研究者合作,例如凯文·A·汉德雷克(如琼斯与汉德雷克,1965a;汉德雷克与琼斯,1967;1968),他在该组织土壤部工作。矿物图表植硅体组还与杰弗里·温思罗普·利珀密切合作(如贝克与利珀,1958),他是墨尔本大学的澳大利亚有机化学家,关注农业与土壤科学。
因此,这个跨学科的研究组侧重矿物学、化学与农业方面的研究努力(特恩布尔等,2023)。尽管并非总是明确聚焦于深远过去,这些研究努力常与考古学、地质学与古生态学的取向相契合。例如,贝克(1959b)是最早的一批国际学者,分析现代表层沉积样品中的植硅体,以理解植被动态与沉入土壤和沉积物中的植硅体之间的相关关系。这项工作构成了对照类比方法的基础(皮佩尔诺,2006;文等,2018):即分析现代表层沉积物的植硅体组合,并与考古和古环境情境中的植硅体组合加以比较。贝克还对植物细胞衬里与细胞壁中的植硅体形态型作了分类,并发展了植硅体命名体系,尤其针对引入澳大利亚的欧亚种类(贝克与利珀,1958;贝克,1959a;1959b;1959c;1960a;1960b;1960c;1961)。
该植硅体研究组最重要的集体贡献之一,是查明绵羊如何摄入植硅体、如何把植硅体嵌入牙齿以及如何把植硅体排入土壤(贝克等,1959、1961;琼斯与汉德雷克,1965b),并研究了燕麦(野生燕麦,学名 Avena sterilis)特有的硅吸收模式及其独特形态型(贝克,1960c;琼斯与米尔恩,1963;琼斯等,1963;琼斯与汉德雷克,1965a;汉德雷克与琼斯,1967;1968)。依据该组织所属研究者发表的首篇与末篇植硅体论文的日期(贝克与利珀,1958;琼斯与汉德雷克,1969),这一研究持续了十一年。贝克的去世与联邦科学与工业研究组织植硅体研究的终结同时发生(吉尔与塞格尼特,1976),此后澳大利亚植硅体研究的发表出现了约五年的中断(特恩布尔等,2023;沃利斯与哈特,2003)。
我希望未来的博文能继续讲述这一中断之后澳大利亚植硅体研究组与实验室的故事。本篇博文写作于未让渡的尤因、达拉瓦尔与埃奥拉人的土地上。关于澳大利亚植硅体研究的完整历史,请参阅我们的论文:
特恩布尔、帕克与扬科夫斯基(2023):《澳大拉西亚考古学与古生态学中植硅体研究的历史》,刊于《植被史与考古植物学》,英文刊名为 Vegetation History and Archaeobotany,第 32 卷,655—677 页。链接:doi:10.1007/s00334-023-00922-4
博士候选人,环境未来学方向,科学、健康与医学学院,伍伦贡大学
研究助理,考古学与人类学学校,艺术与社会科学学院,澳大利亚国立大学
简介:莫莉有兴趣利用植物中的硅含量、植硅体与传统生态知识(TEK)来考察随时间推移而变化的植被与人—植物动态。迄今为止,莫莉的研究聚焦于半干旱地点,例如澳大利亚东南部的威兰德拉湖区世界遗产地(当前博士项目)与土耳其安纳托利亚中部的卡曼—卡莱霍尤克遗址(荣誉学位论文;已完成)。
埃姆斯与达斯韦尔(1948):《大叶桉的生长特性》,学名写作 Eucalyptus gigantea,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
埃姆斯与达斯韦尔(1949a):《木材中硅质内含物的出现》,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
埃姆斯与达斯韦尔(1949b):《大叶桉(学名 Eucalyptus Gigantea Hook f.)纤维尺寸与生长的关系》,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
埃姆斯与塔克(1952):《木材的硅质浸注》,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
埃姆斯(1951):《以灰分特征作为鉴定桃金娘科部分木材的手段》,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
埃姆斯(1952):《木材中的硅质》,隶属联邦科学与工业研究组织林产品部,南墨尔本。
贝克与利珀(1958):《维多利亚州土壤中的植硅体》,刊于《澳大利亚科学杂志》,英文刊名为 Australian Journal of Science,第 21 卷第 84 期。
贝克(1959a):《维多利亚州若干土壤与「红雨」残留物中的蛋白石植硅体》,刊于《澳大利亚植物学杂志》,英文刊名为 Australian Journal of Botany,第 7 卷,64—87 页。链接:doi:10.1071/bt9590064
贝克(1959b):《维多利亚州两种土壤蛋白石植硅体组合的对照》,刊于《澳大利亚植物学杂志》,第 7 卷,88—96 页。链接:doi:10.1071/bt9590088
贝克(1959c):《化石蛋白石植硅体与植硅体命名法》,刊于《澳大利亚科学杂志》,第 21 卷,305—306 页。
贝克(1960a):《化石蛋白石植硅体》,刊于《微古生物学》,英文刊名为 Micropalaeontology,第 6 卷,79—85 页。
贝克(1960b):《澳大利亚若干尘土中的植硅体》,刊于《维多利亚皇家学会会报》,英文刊名为 Proceedings of the Royal Society of Victoria,第 72 卷,21—40 页。
贝克(1960c):《燕麦表皮细胞中的钩形蛋白石植硅体》,刊于《澳大利亚植物学杂志》,第 8 卷,69—74 页。链接:doi:10.1071/bt9600069
贝克(1961):《菲律宾群岛圣费尔南多甘蔗中的蛋白石植硅体》,刊于《昆士兰博物馆馆刊》,英文刊名为 Memoirs of the Queensland Museum,第 14 卷,1—12 页。
贝克、琼斯与沃德罗普(1959):《绵羊牙齿磨损的成因》,刊于《自然》,英文刊名为 Nature,第 184 卷,1583—1584 页。
贝克、琼斯与沃德罗普(1961):《绵羊瘤胃中的蛋白石植硅体与矿物颗粒》,刊于《澳大利亚农业研究杂志》,英文刊名为 Australian Journal of Agricultural Research,第 12 卷第 3 期,462—472 页。链接:doi:10.1071/ar9610462
布鲁尔(1955):《新南威尔士土壤中硅藻骨骼与海绵骨针的出现》,刊于《澳大利亚科学杂志》,第 17 卷,117—119 页。
布鲁尔(1956):《土壤中的硅藻骨骼与海绵骨针》,刊于《澳大利亚科学杂志》,第 18 卷,197—198 页。
查普曼与格雷森(1903):《论「红雨」,特别述及其在维多利亚州的出现,并附墨尔本尘土札记》,刊于《维多利亚博物学家》,英文刊名为 The Victorian Naturalist,第 20 卷,17—32 页。
弗里德尔与莫顿(2023):《联邦科学与工业研究组织澳大利亚中部实验室史(之一):1953—1980 年的牧地研究》,刊于《澳大利亚科学史料》,英文刊名为 Historical Records of Australian Science,第 34 卷第 1 期,36—49 页。链接:doi:10.1071/HR22006
吉尔与塞格尼特(1976):《乔治·贝克追念(1908 年 10 月 10 日—1975 年 8 月 29 日)》,刊于《美国矿物学家》,英文刊名为 American Mineralogist,第 61 卷,519—522 页。
汉德雷克与琼斯(1967):《绛车轴草对单硅酸的吸收》,学名写作 Trifolium incaratum (L.),刊于《澳大利亚生物科学杂志》,英文刊名为 Aust J Biol Sci,第 20 卷,483—485 页。链接:doi:10.1071/BI9670483
汉德雷克与琼斯(1968):《燕麦植株硅质研究(四):植物各部位硅含量与生长阶段、硅供给和蒸腾的关系》,刊于《植物与土壤》,英文刊名为 Plant Soil,第 29 卷,449—459 页。链接:doi: 10.1007/BF01348976
琼斯与汉德雷克(1965a):《燕麦植株硅质研究(第三卷):植株从土壤中吸收硅质》,刊于《植物与土壤》,第 13 卷,79—96 页。链接:doi:10.1007/BF013 49120
琼斯与汉德雷克(1965b):《日粮硅含量与绵羊硅质排泄之间的关系》,刊于《农业科学杂志》,英文刊名为 J Agric Sci,第 65 卷,129—134 页。链接:doi:10.1017/S0021859600085439
琼斯与米尔恩(1963):《燕麦植株硅质研究(第一卷):硅质的化学与物理性质》,刊于《植物与土壤》,第 18 卷第 2 期,207—220 页。链接:doi:10.1007/bf01347875
琼斯、米尔恩与桑德斯(1966):《竹节石:一种植物成因的蛋白石》,刊于《科学》,英文刊名为 Science,第 151 卷第 3709 期,464—466 页。链接:doi:10.1126/science.151.3709.464
琼斯、米尔恩与沃德哈姆(1963):《燕麦植株硅质研究(第二卷):硅质在植株体内的分布》,刊于《植物与土壤》,第 18 卷,358—371 页。
利珀(1955):《土壤中的硅藻骨骼与海绵骨针》,刊于《澳大利亚科学杂志》,第 18 卷,59—60 页。
利珀、尼科尔斯与沃德哈姆(1936):《维多利亚州西区杰利布兰德山地区的土壤与牧场研究》,刊于《维多利亚皇家学会会报》,第 49 卷,77—138 页。
尼科尔斯(1939):《技术札记:矿物学在土壤研究中的若干应用》,刊于《澳大利亚农业科学研究所杂志》,英文刊名为 The Journal of the Australian Institute of Agricultural Science,第 5 卷,218—221 页。
奥索夫(1943):《土壤学》,刊于苏联科学院院刊,英文著录名为 Pedology,苏联科学院,第 30 卷,9—10 页。
皮佩尔诺(2006):《植硅体:考古学家与古生态学家全面指南》,英文原名为(Phytoliths: A Comprehensive Guide for Archaeologists and Palaeoecologists),AltaMira 出版社。
沃利斯与哈特(2003):《澳大利亚植硅体研究者的历史》,载哈特与沃利斯主编《澳大利亚—太平洋—亚洲地区的植硅体与淀粉研究:现状》,英文书名为 Phytoliths and starch research in the Australian-Pacific-Asian regions: the state of the art,第 1—17 页,《南方大陆》丛书第 19 辑,英文丛名为 Terra Australis,潘达努斯图书出版社。
文、陆、左与葛(2018):《现代土壤植硅体研究进展》,刊于《中国地球科学》,英文刊名为 Sci China Earth Sci,第 61 卷,1169—1182 页。链接:doi:10.1007/s11430-017-9220-8

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