始于光绪五年、持续140年的科学实验：只想知道种子到底能活多久

1879年（清朝光绪五年），美国植物学家威廉·比尔（William James Beal）在当时的密歇根农业学院校园一角埋下了20个装满植物种子的玻璃瓶。他计划用100年的时间来测试，种子的生命力究竟能坚持多久。

图源：Derrick Turner

起初，每过五年，他就挖出来一瓶，检测里面种子的发芽率有多少。结果发现，五年时间，对于植物来说根本不够拿来考验。后来，每次测试的时间被拉长到了10年，甚至20年。原来计划100年的实验时间也被延长，预计到2100年才能结束。这个种子实验，成为了世界上历时时间最长的实验之一。

起点

威廉·比尔是和达尔文同一时代的美国植物学家，也是杂交玉米研究的先驱。在农学院任教时，他想通过清除农田里的杂草来帮助农民增加作物产量。所以，他决心确认这些不受欢迎的杂草种子在土壤里究竟能活多久。

William James Beal

他是这样设计实验的：找20个玻璃瓶，每个瓶里装上用沙子混合来自23个品种的50粒杂草种子，然后把瓶口朝下倾斜着埋入土里——这样雨水便不会渗入瓶里。之后每隔几年取出一个瓶子，看看里面的种子是否还能发芽。

由于这个实验需要持续的时间实在是太久了，为了尽量模拟自然环境，更重要的是减少人为干扰，比尔把埋藏种子瓶的地点做成了“藏宝图”，埋藏地点只掌握在研究团队成员之间。即便是多年一次的“宝藏开启”时间，也只有团队的负责人才知晓“宝藏的秘密”。

1910年，比尔退休后，他把这项实验“交棒”给团队同事继续开展，后来这个同事又把它传给另一位同事。就这样，“比尔的种子实验”成了研究团队代代相传的课题。每次开瓶几乎都有新发现报道。这个实验似乎也成了团队的“传家宝”。

最开始的时候，研究团队每五年挖掘一次来测试种子的发芽率。但是，每次挖掘出的种子发芽率都很高。于是1920年，他们调整了“开瓶”时间，将间隔改为10年。1980年，“开瓶”时间被延长到20年。此时，仍有瓶子被埋在地下，保守估计，实验预计将持续到2100年。

2021年

当年的密歇根农业学院如今已经是密歇根州立大学。比尔的研究团队带头人也几易其人，目前团队负责人是植物学家弗兰克·特列夫斯基（Frank Telewski）2021年，研究人员挖出了第16个瓶子，和之前的实验一样，仍然有一些种子顽强地再次发芽，尽管它们已经在地下沉睡了142年。

在这次挖掘出的种子中，共有20颗发了芽。其中8颗种子仅用11天就发芽了。这些种子属于马鞭草（Verbena），原产于欧洲的一种杂草。它的品种繁多，生命力强，是多年生草本植物。尽管在最初60年里，瓶子里的大多数种子都失去了活力，但马鞭草的种子仍然保持着发芽的能力。

记录第16瓶回收、植物生长和植物形态。

图源：Derrick Turner

“这么多年了居然还能发芽，这太令人惊喜了！”特列夫斯基曾在2000年开过一个瓶子，当时他刚从一个同事手里接过这项实验。那一次，只有两颗种子还能发芽。2020年，特列夫斯基本应该开启第二个瓶子，可是受到疫情影响，开瓶推迟到今年4月进行。

“我已经65岁了，未来这项研究还要交到新一届的同事手中。所以，这次我邀请了三名年轻人和我一起去挖瓶子。”特列夫斯基说。

自2021年以来，比尔实验小组的成员除了特列夫斯基之外，还有植物生物学教授Lars Brudvig、植物生物学助理教授Grace Fleming，以及植物生物学副教授David Lowry。洛瑞在20年前曾经听说这个实验，那时他还在加州上大学，他很惊讶，这个实验居然可以一直持续下去，而且从未想过有一天自己会成为其中的一员。

两年前，特列夫斯基走进他的办公室，把一张地图交到他的手里，并说：“万一我发生什么事情，这张地图就交给你保管”。两个月后，特列夫斯基中风了。幸运的是，后来他基本恢复了健康。洛瑞不由得感慨，这个实验之所以能持续这么久，竟然是这样靠着一代人一代人的接力传下来的。

2023年

第16个瓶子出土后，研究小组便开始对种子进行基因组测序，首次尝试确认当初放进去的植物物种“身份”。两年时间过去了，研究人员意外地在其中发现了一种杂交植物——可能是毛瓣毛蕊花（Verbascum blattaria）或者蛾毛蕊花（moth mullein），亦或者是马鞭草（Verbascum thapsus）、毛瓣毛蕊花以及普通毛蕊花（common mullein）的杂交品种。

Beal Seed实验中发芽的毛蕊花幼苗

图源：Derrick Turner

这个发现，即使是比尔还在的话也会感到惊讶万分，因为根据他的记载，当初只放进去了毛蕊花的种子。这个杂交品种难不成是在地下产生的？还是当时一时不慎，混进去了别的种子？这个问题的答案很难证明。该小组倾向于是当时的小失误导致这颗杂交品种混了进去。

“在实验开始后的140多年里，种子寿命的相关研究不断获得新发现。这些发现对于稀有物种保护和生态系统恢复将发挥积极作用。”小组成员Brudvig介绍，比如在撂荒农田上恢复植被，该研究发现有助于判断哪些植物品种适合采用，哪些品种不适合。

未来

下一次的“开瓶”挖掘预计将在2040年进行。那个时候，特列夫斯基就85岁了，如果他的健康状况还允许的话，他还希望能和新同事一起参加挖掘任务。

洛瑞和小组其他几位年轻同事现在大约三、四十岁。可是，他们将来也要像比尔一样，把实验交给新一代科学家来继续研究。因为目前，比尔当初开展种子实验的初衷——帮助农民除草这个问题仍然未能得到解决。

80年后，如果仅剩的4个瓶子用完了，比尔的种子实验将不得不结束。对此，研究小组表示，如果种子在下一次挖掘中仍然再次发芽的话，可能会考虑将“开瓶”时间间隔延长至30年。当然，这个考虑为时尚早，具体如何进行将取决于2040年科学家能否唤醒更多的种子。

参考文献：

1.https://phys.org/news/2023-11-biologists-year-old-seedy-mystery.html

2.https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajb2.16250