脊椎骨上的生長環帶（類似樹木年輪），但解讀這些“年輪”并非易事，需要特定的技術和科學方法。科學家們通過不斷改進技術，才逐漸揭開了這個謎團。以下是判斷大白鯊年齡的核心方法和解讀技巧：
核心方法：脊椎骨輪帶分析
原理： 大白鯊的脊椎骨在生長過程中會形成周期性的鈣化沉積層。在理想條件下，這些沉積層會形成明暗交替的環帶：
- 透光帶： 通常較寬、較亮，代表生長快速的季節（如溫暖的夏季或食物豐富的時期）。
- 輪帶： 通常較窄、較暗，代表生長緩慢或停滯的季節（如寒冷的冬季或食物匱乏的時期）。
- 假設： 在溫帶水域，這種明暗交替的環帶通常被認為每年形成一對（一個透光帶 + 一個輪帶），即代表一年的生長。因此，統計輪帶的數量理論上可以估算年齡。
關鍵步驟：
- 樣本獲取： 獲取大白鯊的脊椎骨樣本（通常來自死亡個體，如漁業兼捕、擱淺或研究性捕撈）。
- 切片制備： 將脊椎骨的椎體部分（通常是椎間盤）小心地切割下來。然后使用精密切片機（如寶石鋸或金剛石線鋸）將椎體切成非常薄的切片（通常只有幾百微米厚）。
- 處理與染色： 切片需要經過脫鈣（去除鈣鹽使組織變軟）和染色處理。常用的染色劑有茜素紅S或甲苯胺藍等，它們能特異性地與鈣化組織結合，增強輪帶之間的對比度，使明暗帶更清晰可見。
- 顯微鏡觀察： 將處理好的切片放在透射光顯微鏡下觀察。科學家在高倍顯微鏡下仔細辨認和計數輪帶（暗帶）的數量。通常需要在椎體的不同區域（如前部、中部、后部）進行多次計數，并取平均值或一致結果，以減少誤差。
解讀技巧與挑戰（科學家揭秘的關鍵點）
驗證年周期性： 最大的挑戰是確認一對環帶（一明一暗）確實代表一年。早期研究主要基于這個假設，但需要驗證。
- 標記捕獲法： 捕獲活體鯊魚，植入標記（如染料、化學標記物或聲吶標簽），在若干年后重新捕獲，檢查脊椎骨上是否在預期位置增加了相應數量的輪帶。這對大型、洄游性的大白鯊非常困難，成功案例極少。
- 長度頻率分析： 分析大量不同長度個體的輪帶數，看是否存在明顯的“年齡組”峰值。這只能提供間接證據。
- 放射性碳定年法： 這是近年來最關鍵的突破性驗證技術！
- 原理： 利用20世紀中期大氣層核試驗產生的放射性碳（1?C）脈沖。這個脈沖信號在特定時間窗口（大約1955-1963年）進入海洋食物鏈，并被整合到正在生長的鯊魚脊椎骨中，形成一個獨特的“時間標記”。
- 應用： 科學家從大白鯊脊椎骨切片上精確地、連續地鉆取微小的組織樣本（沿著生長軸從中心到邊緣）。然后使用加速器質譜儀測量每個樣本的1?C含量。
- 解讀： 將測得的1?C濃度曲線與已知的海洋1?C時間序列（“炸彈曲線”）進行比對。如果在脊椎骨生長序列的某個位置檢測到1?C的顯著升高，這個位置就對應著鯊魚在1955-1963年期間正在形成的脊椎骨部分。通過數出這個標記點之后形成的輪帶數量，就能確鑿無疑地驗證輪帶形成的年周期性。
- 成果： 2014年和2019年發表的重要研究利用此法，不僅證實了大白鯊脊椎骨輪帶確實代表年生長周期，還修正了對其最大壽命的估計（過去認為約70年，新研究顯示至少73年甚至更長）。
識別輪帶： 即使在顯微鏡下，輪帶也可能模糊、不連續或彼此融合，尤其是在老年個體中。
- 經驗與訓練： 解讀需要高度專業化的訓練和豐富的經驗。科學家通過觀察大量已知來源（如標記重捕驗證過、或通過放射性碳確認過）的樣本，積累識別真正年輪的技巧。
- 圖像分析軟件： 使用專門的軟件對顯微鏡圖像進行處理，增強對比度、測量輪帶寬度和密度，輔助計數。
- 多專家獨立計數： 通常由多位經驗豐富的科學家對同一份樣本進行獨立計數，然后比較結果，減少主觀誤差。
出生標記： 新生大白鯊的脊椎骨中心通常有一個獨特的結構（如一個小的鈣化核或特定的環帶模式），被認為是出生標記。準確識別這個標記是確定年齡計數起點的關鍵。
幼年生長快，老年生長慢： 幼年大白鯊生長迅速，形成的輪帶間距較寬，相對容易計數。隨著年齡增長，生長速度減緩，輪帶變得非常密集、狹窄且模糊不清，導致老年個體（尤其是雌性）的年齡容易被低估。這是目前年齡評估中最大的不確定性來源之一。
新技術探索：
- 激光燒蝕電感耦合等離子體質譜： 分析脊椎骨中元素（如Sr/Ca比值）沿生長軸的微小變化，這些變化可能與季節性的水溫或洄游模式相關，有望提供更精細的生長信息或輔助驗證年輪。
- X射線顯微斷層掃描： 提供脊椎骨內部結構的三維視圖，可能有助于更清晰地識別輪帶，且無需破壞性切片。
總結
判斷大白鯊年齡的核心方法是分析其脊椎骨上的生長環帶（輪帶），并假設一對明暗帶代表一年。然而，解讀這些輪帶面臨巨大挑戰，關鍵在于驗證其年周期性和準確識別計數。
- 放射性碳定年法（利用核爆1?C脈沖） 是革命性的技術，它提供了確鑿的證據證明輪帶是年輪，并修正了對大白鯊壽命的認識。
- 精細的切片、染色、顯微鏡觀察技術 以及解讀專家的經驗 是準確計數的基石。
- 老年個體輪帶密集模糊，年齡容易被低估，仍是研究難點。
科學家們通過結合這些精密的實驗室技術和創新的驗證方法（特別是放射性碳定年），才逐步揭秘了大白鯊脊椎骨“年輪”的解讀技巧，從而更準確地了解這種神秘巨獸的壽命、生長率和種群結構，這對于它們的保護和管理至關重要。
