花粉计数背后的科学

由:凯莉·惠特尼博士。|

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计算风吹松树的雌蕊球果上的这些微小花粉粒需要精确的工具和训练。ww /盖蒂图片社

春天.这可以说是一年中最美好的时光。天气转暖。美国各地的节日庆祝这个季节以及它带来的树木和鲜花的盛开。这是一个伟大的时代,除非你是5000万美国人谁有过敏。

你可能知道花粉会导致你的充血、眼睛灼痛和喉咙沙哑,这些小颗粒实际上是在辛苦地给植物施肥。

虽然大多数过敏是由空气中的花粉引起的,但并不是所有这些都是过敏性的。世界各地经过认证的花粉专家通常每天都会清点并识别花粉粒,这样那些有过敏症的人就能知道外面漂浮着什么——以及有多少花粉粒。

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花粉和蜜蜂

花粉之所以看起来像粉末,是因为它含有大量微小的颗粒,这些颗粒是种子植物的雄性配子体。这些颗粒可以小到10微米,大到100微米,这仍然意味着它们都是微小的。从你的汽车引擎盖上采集的一指尖就可能含有数千个花粉粒。这些产生精子的小颗粒是受精所需要的。

“没有花粉,就不会有种子和果实,”塔尔萨大学(University of Tulsa)生物科学教授兼主席埃斯特尔·列维廷(Estelle Levetin)博士在2019年接受我们采访时表示。她也是负责监督国家过敏局(NAB),部分美国过敏,哮喘和免疫学会(AAAAI)。

列维汀解释说,在开花植物中,花粉是从植物的雄性部分(产生花粉的花药)运输到心皮(产生胚珠的雌性部分)。花粉是通过动物(比如蜜蜂)或风传播的。

“风媒传粉的植物体积小,不显眼,产生大量轻量的花粉,很容易被风携带,”列维特说。“昆虫授粉的植物往往体型庞大、艳丽。它们通常有鲜艳的花瓣,芳香,并产生花蜜。”一般来说,通过空气传播的花粉——就是那种能使过敏患者免受伤害的花粉——来自风媒传粉的植物。“偶尔我们会在我们的空气样本中看到一些昆虫授粉植物的花粉粒。”

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没有花粉(通常是由蜜蜂在植物间传播的),就不会有种子和果实。
JLGutierrez /盖蒂图片社

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保持花粉计数

如果你在花粉季节收看天气预报,你可能会听到他们谈论当天的花粉数量。你甚至可能想知道“计数”是否是空气质量的某种估计。每天计算微小的花粉粒可能听起来有点牵强,但这正是正在发生的事情,而且还不止这些。

“花粉数是24小时内每立方米空气中花粉粒的数量,”他说凯蒂的墙壁他是北卡罗莱纳夏洛特市24小时有线新闻频道Spectrum News 1的气象学家。(2019年我们采访她时,她是美国广播公司(ABC)在亚特兰大的分支机构WSB-TV的气象学家。)然后她解释说,那个有资质的柜台亚特兰大过敏和哮喘早起,用身体数一数玻璃载玻片上的花粉颗粒数量,这些玻璃载玻片已经在外面放置了24小时。“你在WSB-TV上看到的数字是那天早上的计数,代表了亚特兰大市区的花粉数量。”

更具体地说,花粉是由容积式空气取样仪器采集的,根据列维汀的说法,这意味着取样的空气体积是已知的。有两种类型的器械旋转臂撞击器,比如Rotorod取样器和赫斯特型孢子陷阱,比如Burkard取样器.它们都是容量的,但它们的工作原理不同,分析这两种样品都需要显微分析。

旋转式手臂的头部每分钟可旋转2400转。当它旋转时,两个小的、涂了油的棒掉落下来,捕捉花粉和孢子。这些棒被放置在一个特殊的显微镜适配器和检查。另一方面,赫斯特类型的仪器有一个吸力陷阱,可以吸入空气和粘附在显微镜载玻片内部的微粒。在这种情况下,滑块以每小时2毫米(0.07英寸)的速度向进气孔移动,因此在检查过程中可以逐小时看到有什么东西在空气中旋转。

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花粉计数认证

使用容积式空气取样仪器,一些花粉站一年365天采集空气和花粉。其他监测站在工作日采集样本,或者一周只采集三天。但并不是每个城市或城镇都有能力计数花粉,花粉站的操作方式多种多样。

一些由市或县公共卫生部门管理,其他由亚特兰大过敏和哮喘等过敏症专科医生管理。列维特说:“有几个气象站是由像我这样的学者管理的,他们把空气中的花粉作为研究课题。”“学习花粉的形态需要训练,分析空气样本也需要时间,”她解释说。

通过AAAAI和NAB的花粉计数认证。这一过程要求花粉计数器参加批准的花粉和孢子鉴定课程,通过书面考试,并通过花粉和真菌孢子鉴定测试。计数器必须了解单个花粉粒的微观形态。

花粉识别训练是至关重要的,因为仅仅数花粉是不够的。

“人与过敏观察早晨计数中提到的花粉类型,以了解它们在一天中可能受到的影响,”沃尔斯说。技术人员利用显微镜解读不同类型的花粉颗粒。这就是它们如何知道哪种树木、杂草和草在授粉并给人类造成问题。不是每个人都对同一种东西过敏或生气。”

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不要忽视花粉

花粉可能是几个月不适的罪魁祸首,但记住,它还有一个重要的作用。它通过水果、谷物和种子给我们提供日常的面包。它还有很多其他的应用。列维汀说花粉被用于法医科学因为它可以帮助确定对象的起源。(问问电视剧《识骨寻踪》(Bones)里的杰克·哈金斯(Jack Hodgins)就知道了)考古学家也通过研究花粉化石来研究早期人类社会使用过哪些植物,地质学家则通过花粉化石来确定古代植物群落的组成。勘探地质学家甚至利用化石花粉来帮助定位石油矿床。

了解更多关于花粉的信息花粉和孢子:在空气生物学和过敏方面的应用阿加西和埃里克·考尔顿(Eric Caulton)著。HowStuffWorks会根据我们认为你会喜欢的书来挑选相关的书名。如果您选择购买,我们将获得一部分销售。

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发布日期:2019年3月28日

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