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[图文]身边的“小福尔摩斯”——花粉

来源：花匠小妙招时间：2024-11-27 01:09

日本冷杉的花粉飘散在空气中（毛礼米供图）

虽然很多花粉微小得人类用肉眼都看不见，但不要小瞧了它们。花粉不仅是植物“父亲”的遗传物质和营养精华，还能帮助人们拨开重重迷雾，侦破一起又一起相关案件。

花粉来自植物，风媒的花粉能够脱离母体而飘散在空中。大多数花粉的粒径为20～50微米，是人类用肉眼看不见的“小精灵”。它们有的像超级微小的“毛球”一样黏附在昆虫身上；有的能借助风力日行千里，最终尘埃落定，四海为家。

那么，花粉究竟是什么？其实，花粉是植物“父亲”的遗传物质和营养精华，即植物的雄性生殖细胞—精子与营养细胞的居所。花粉是从哪儿来的呢?如果解剖一朵完整的花，可以看到以下几部分：花被（花冠和花萼）、花托、花梗、雄蕊和雌蕊。其中，雄蕊由花药和花丝组成，花粉就产自花药。

对于很多植物而言，花药成熟后就会裂开，并释放出大量的花粉。这些花粉借助风或昆虫等媒介传播到雌蕊上的柱头后，花粉萌发产生花粉管（即输送遗传物质的通道），最后花粉与子房里的胚珠结合而发育成果实，但只有少量花粉能这么幸运，大部分花粉在生物学上是被“浪费”掉的。

花粉的“真面目”

微米级别的花粉虽然小到让人无法肉眼辨别，但花粉的大小、形态和纹饰特征具有丰富的多样性。研究发现，花粉的形状有圆球形和椭圆形等，大小在几微米至200多微米之间，最大的花粉可能大于200微米，如长叶刺参，隶属川续断科刺参属；最小的花粉可能是5微米左右的勿忘草，隶属紫草科勿忘草属。

常见的花粉具有萌发孔和沟，表现为单沟、多沟、单孔和多孔等形态。花粉的纹饰特征也各具特色，有颗粒状、条纹状、网状和刺状纹饰等，在扫描电子显微镜下观察到的花粉纹饰是鉴定花粉的关键依据。鉴定者往往需要综合花粉的大小、形态和纹饰等特征来鉴定花粉类别，如具有较长刺状纹饰的很可能是菊科的花粉；呈圆形、表面具有散孔和刺状纹饰的则更可能是旋花科木槿属的花粉；三孔沟且具条纹状纹饰的花粉很可能属于蔷薇科。

在花粉分析研究中，一般借助光学显微镜来观察花粉的形态与纹饰，若要达到更准确地花粉鉴别，则需要更高分辨率的扫描电子显微镜来观察研究。

花粉是“小福尔摩斯”

法国的犯罪学家、法医学先驱埃德蒙·洛卡德（1877—1966年）曾说过：“凡有接触，必留痕迹。”每个人在环境中留下自己印记的同时，环境也在我们身上留下了印记，例如“顽强”的花粉！

由于花粉具有体积小、数量大、传播广、易保存和形态多样等特点，在证据学中被称为“花粉指纹”，对于刑事勘查有着至关重要的作用，可谓植物界的“小福尔摩斯”。早在1959年，奥地利维也纳大学的孢粉学家威廉·克劳斯就利用一双鞋底带有地层花粉的登山鞋侦破了多瑙河航船上的一起人口失踪案件。这是警方首次利用孢粉学进行案件侦破，随后，越来越多难以破解的谜案开始借助法医孢粉学。

英国著名的法医生态学家、植物学家和孢粉学家帕特里夏·威尔特希尔说过：“我能从你鞋上黏着的微粒，判断你曾去过什么地方；通过观察你随身衣物或者车轮上的花粉，就能知道你经过了那些地方！”所以，花粉作为“小福尔摩斯”至少有两点作用。第一，可以缩小侦察范围、确定作案地点。外界环境不同，植物种类也会不同，倘若在所搜集的证物上观察分析得到特有地区的花粉图谱，便可缩小侦察范围，并根据花粉线索找到作案地点。第二，可以解释案发现场究竟发生了什么。犯罪嫌疑人可能会撒谎，但其身上附着的花粉却可以告诉我们真相！

被子植物的花朵解剖图，花粉产自雄蕊的花药（图片来自维基百科）

还原埋尸过程

2005年的情人节，英国约克郡东区的乔安妮·纳尔逊和男友保罗·戴森在家中因为生活琐事起了争执，随后乔安妮被男友勒死。保罗被捕后，只是模糊地记得埋尸地点，找不到尸体的警方对该案件无从下手。

法医孢粉学家接手案件后的第一步工作是从证物上搜集样品（如土壤和植物碎屑等），并经过实验处理（可能是标准的醋酸酐分解法）观察其中的花粉。他们通过对比现代花粉图像确认花粉类别，并对花粉粒进行扫描和计数以构建相关植物图谱。当一组花粉在显微镜下显现时，法医孢粉学家就能据此推测出犯罪现场及其周围有哪些植被，进而根据植物的生长特点知道土壤的酸碱度和湿度，判断这个地方是向阳的还是背阴的，并分析周围是否有林地，如果有又该是什么样的。

保罗说他似乎看到了圣诞树，那埋尸地会是圣诞树苗圃吗？正巧汽车车轮样品中也出现了一些云杉花粉，但这个推测很快就被否定了。因为云杉需要40年才会成熟并产生花粉，而且成熟后的云杉非常高大，苗圃里是不可能有这么大的圣诞树的。

法医孢粉学家在样品中又发现了比较典型的针叶树和落叶树的混合花粉，主要是橡树、山毛榉和榛子树，还有一些梧桐树和榆树的花粉。他们据此初步锁定了一片商业林。然而，仅仅确定了大范围区域对于找到乔安妮的尸体仍然困难重重。

法医孢粉学家进一步对汽车的扰流板进行了取样，因为车辆在从林地入口到埋尸地的行驶过程中，扰流板一直在“收集”的花粉能更加精准地锁定埋尸地。经过观察分析，他们从扰流板花粉样品中得到的花粉图谱中桦树占主要优势，松树也很多，因此，埋尸地应该是一片由橡树、榛子、山毛榉、石楠、蕨类植物和草类组成的典型林地和林地边缘，同时说明保罗为了找到合适的埋尸地直接把车开进了密林深处。法医孢粉学家还在另外两件物证—园艺叉和鞋子上发现了大量的桦树花粉，尤其是叉尖上的桦树花粉含量很高。

综合分析从各种物证上取样得到的花粉图谱后，法医孢粉学家将整个埋尸过程串联在一起。保罗驾驶载着乔安妮尸体的汽车，沿着商业林的车道行驶，旁边是笔直生长的商业针叶或落叶树。他一边开车一边寻找合适的埋尸地，最终停在了一片桦树林里。接下来他开始挖坑，但他很快发现带来的园艺叉没有什么用处。根据行为分析学家的计算，一个人愿意且能够拖着尸体前行的极限是100米，因此，何不就地掩埋呢？就这样，警察根据推断,带着保罗在林间小路旁的一处洼地里找到了乔安妮的尸体。埋尸地周围都是桦树，桦树的枝叶覆盖着尸体（园艺叉用来刮集树叶还是很实用的），而且一路的景象与法医孢粉学家通过花粉图谱复原的景象相差无几。

谁在撒谎

某年7月，英国哈特福郡韦林市警察局接到一个女孩的报案。她称自己被一名男孩推倒在市政花坛里那些带刺的玫瑰花上，并被强暴。而那名男孩坚决否认这一指控。一般情况下，没有目击证人，没有结论性的DNA证据，没有监控录像，警察就只能在两种证词间反复论证推测了。对于法医孢粉学家来说，花坛中的玫瑰和酸橙可告诉我们真相。这两种花都是虫媒植物，花粉相对较少。这一知识对后续工作的开展至关重要：如果能在男孩的衣物上发现与花坛中相同含量和比例的玫瑰和酸橙花粉，就说明男孩和这个地方密切接触过。因此，法医孢粉学家的第一步工作就是采集花坛与证物（男孩的夹克和鞋子）上的花粉样品。

据女孩的描述，男孩将她推倒在花坛上，并且压着她。那么，男孩的膝盖、胸部、肘部和鞋子粘上花粉的概率最大。当然，男孩可以说自己衣物上的花粉都来自空气，并且是偶然落下的，那么其夹克的肩部和前后两面应该有相似的花粉图谱。为了让证据更有说服力，法医孢粉学家提图谱。为了让证据更有说服力，法医孢粉学家提取了5份（2份夹克正面、2份袖子和1份夹克背面）取了5份（2份夹克正面、2份袖子和1份夹克背面）样品，以避免样本出现交叉污染。结果显示，玫样品，以避免样本出现交叉污染。结果显示，玫瑰花粉在花坛中和夹克正面的比例分别约是10%瑰花粉在花坛中和夹克正面的比例分别约是10%和7%，酸橙花粉的这两个比例分别是18%和15%，而在夹克背面样品中没有发现上述两种花粉，说明男孩的确与花坛有过直接接触，从而拆穿了他的谎言。

不同植物花粉的3 D模型，展现了花粉的形态多样、大小差异明显(由Oliver Wilson等开发的公益项目供图)

可能你会好奇，衣物上的花粉怎么会保存下来的呢？其实，花粉粒具有很强的生命力，它的外壁有一种叫“孢粉素”的抗降解高分子聚合物，能够在地层中保存上亿年的时间。

伸张正义

这些微米级别的“小福尔摩斯”—花粉在空中飞舞、在水中畅游、在人或者动物身上“捉迷藏”，甚至可以有上亿年的“寿命”。花粉除了在科学研究上的应用之外，还可以为刑事侦探提供关键的微观证据，揭开刑事案件背后的重重迷雾，还原犯罪过程，攻破犯罪嫌疑人的心理防线。花粉隐藏的“证词”也能为受害者申冤！

（本文图片除说明外，均由作者提供）

来源：《大自然》2022年第03期