哪种树被称为活化石(活化石是哪种树)

35小吃技术网 推荐阅读 2022年12月18日07时07分52秒 174 0

什么样的树叫活化石(什么样的树叫活化石)?

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网上有一组名为“银杏大爆炸”的照片。主角是Xi长安区罗汉洞村钟南山古观音寺的一棵千年银杏树。看起来是这样的:

“爆炸”的银杏树。(图片来源:网友唯美Sharerzhr @ cgdrawing,摄影:韩非)

这棵银杏树据说是李世民种植的,已经有1400多年的历史了。银杏不仅生命力顽强,还被誉为“活化石”:它已经在地球上存在了数亿年。

是什么让银杏树活得这么久?银杏能被称为“活化石”的原因是什么?让我们从银杏的历史中寻找这些问题的答案。

也就是巅峰裸子植物。

“我年纪大了,很多事情都记不清了。”

说起地球上现存最古老的大型植物,大概就是银杏了。

哪种树被称为活化石(活化石是哪种树)-第1张图片

传统上生物分类学有七个分类单位,按降序排列为界-门-纲-目-科-属-种。世界上有数以百万计的物种。一般来说,每个物种在同一单位中都有一些亲缘关系很近的物种。

但是银杏绝对是另外一种。

银杏下只有一类——银杏;这个纲下只有一个目——银杏;目前,银杏只有1科1属1种..也就是说,现代的银杏在世界上已经没有亲戚存在了,因为它的所有亲戚都在2.7亿年前以来的无数次大灾难中从地球舞台上消失了。

大约3亿年前的二叠纪世界,大气中的二氧化碳含量是前工业时代的3倍,所以平均温度高于现在的地球。大陆漂移将地球上的大陆聚集在一起,使得陆地内部更加干旱。因此,没有水就无法繁殖的蕨类植物逐渐失去优势,取而代之的是更耐旱的裸子植物。

所以银杏的祖先是“广”的。化石证据表明,银杏曾经遍布世界各地,是真正的大地之子。人们还在丛石中发现了许多近缘种,证明银杏科是当时的优势种。

可惜,盛衰规律总是在地球上一次又一次上演。

命运多舛的生存史

哪种树被称为活化石(活化石是哪种树)-第2张图片

2.7亿年前,地球生物圈开始经历一场被称为二叠纪-三叠纪大灭绝的历史事件。

虽然对于这次大灭绝的原因仍然众说纷纭,但其惨烈的结果却是有目共睹的:化石记录显示,大部分海洋生物在这次大灾难中消失(包括可爱的三叶虫),近一半的陆生动物被毁灭,地面上的植物相继死亡。人们甚至发现这个地质时期没有形成煤层。

1.4亿年前,大自然的新宠——被子植物突然出现,开始吞噬裸子植物的存在空。他们更复杂,更多变,更能融入与自然的互动中,他们发明了“年生”的生活史,类似于出轨。它们只在温暖的夏天开花结果,然后作为种子度过寒冷的冬天。

在这场无声的植物大战中,裸子植物被彻底打败,银杏下的物种除了银杏外全部消失。

6500万年前的白垩纪-第三纪大灭绝事件,不仅灭绝了恐龙,也几乎灭绝了陆地上的高大树木。不幸的是,裸子植物大多是高大的树木。

有四组裸子植物,从左上到顺时针方向:银杏、松树、苏铁和藤。(图片来自网络)

在这一系列打击下,裸子植物只有四大类幸存至今,分别是今天的主角银杏、多刺松柏、傲然盛开的苏铁和暗中模仿的被子植物。在不同的分类系统下,裸子植物的分类是不统一的。(注:根据APGⅳ分类的最新版本,裸子植物被废除,之前与松科并列的红豆杉被降为红豆杉,移入松科。但在我国植物学的传统中,仍然倾向于认为现存的裸子植物分为松科、银杏、南蛇藤、苏铁和红豆杉五类。)

如果你对这些植物比较熟悉,你可以马上分辨出这四类植物的共同特点:寿命长。

宋长青就不说了。人们经常用“铁树开花”来形容千年一遇。狭叶南蛇藤最典型的长寿品种是撒哈拉沙漠中的百年兰。这棵树一生只有两片叶子,平均寿命超过1000岁。世界上最长寿的银杏据信是山东莒县的一棵树,已有3000多年的历史。据说是周公种的。

寿命达几十万年的银杏树在中国随处可见。

松树植物进化出独特的耐寒特性,把寒温带变成了自己的家园;苏铁干脆躲在亚热带温暖的气候里;买藤本植物是在偷取被子植物的一些特性,有点兵变的意思。

然而,直到现在人们还不明白银杏是如何存活下来的,尽管它的所有近亲都灭绝了。

富含信息的银杏基因组

银杏的唯一原产地是中国,因此揭开这个秘密的任务自然落在了中国科学家的肩上。2016年,中国科学家解码了银杏的基因组,给我们带来了很多线索。

首先,银杏的基因组很大,包含了很多信息。

科学家发现,银杏的基因组经历了两次加倍事件,其中一次在许多植物中发现,但后一次是银杏特有的。要想进化出新的能抗压力的基因,就必须有基因作为进化材料。这些加倍事件为银杏提供了丰富的进化原料。有人会问,不是可以直接在原有基因上进化吗?是的,但是我们知道基因的改变往往是灾难性的,也就是说变坏的可能性比变好的可能性要高得多。如果你能把自己的基因翻倍,即使其中一部分变坏了,也会有相应的拷贝正常发挥作用,相当于你变坏后免于惩罚。

因此,银杏通过全基因组加倍事件获得了足够的进化材料。

正因为如此,银杏进化出了大量有用的基因。科学家从银杏基因组中发现了48000多个基因。相比之下,人类基因只有20000个左右。基因越多,你能应对的变化就越多。而且每个基因都是潜力股,都有可能进化成新的基因,这就给银杏的进化带来了变数。

此外,在银杏基因组中发现了大量的LTR-RT。LTR-RT的全称是长末端重复逆转录转座子(嗯,不吐槽名字了)。他们是基因组里的精灵,可以通过复制自己在基因组里游荡,变得越来越多。它们存在于许多物种的基因组中,但是在银杏的基因组中,它们的数量是惊人的。他们不会破坏基因组,而是通过他们的随机运动给基因组带来变量。只要存在变数,物种就可能变成任何东西,从而增加自身生存的可能性。

此外,银杏基因组中还有许多与病虫害相关的抗性基因。这些基因大部分是重复的,这使得银杏具有抵御各种病虫害的能力。

就这样,凭借基因的灵活性,银杏躲过了各种灭绝事件,熬过了几次冰河时期。

不仅如此,银杏还创下了另一项世界纪录:在1945年广岛原子弹爆炸中,爆炸中心几公里范围内的生物大部分被摧毁,但6株银杏植物奇迹般地存活下来,至今仍枝繁叶茂。(注:广岛核爆中,还有数百株其他植物幸免于难。)

距离广岛核爆中心1130米的法转寺银杏树。(图片来自网络)

写到这里,笔者不禁又一次感叹优胜劣汰的伟大。一株诞生于亿万年前的植物,在大自然的锤炼下,拥有如此顽强的生命力,而这种顽强的生命力源于银杏基因组的高度重复和变异——这也是它能存活至今的重要原因。

但这不是唯一的原因。

幸运的遭遇

大约500万年前,银杏在北美灭绝。

大约260万年前,欧洲的银杏灭绝了。

从260万年前开始,地球经历了多次冰期,银杏的栖息地逐渐被压缩。

后来银杏只能生活在中国南方一些温暖湿润的山区。虽然活了几亿年,但留给银杏的时间已经不多了。

直到他们遇到了人类。

银杏挺拔,树形优美。叶子形状独特,非常漂亮。银杏也是一种食物。而且银杏树抗病性强,不需要任何苛刻的种植条件,因此成为人类的栽培作物之一。

银杏被人类驯化后,真正逃脱了灭绝的命运。我们的祖先在全国各地都种过,近代又重新传入欧美乃至全世界。虽然科学家认为很可能存在野生银杏种群,但目前发现的银杏基本上都是人工培育的结果。

所以,如果不是命中注定与人类相遇,银杏早就灭绝了吗?虽然没有结论,但根据现有的科学证据,很有可能。(注:其实直到现在,国际自然保护联盟仍将银杏列为濒危物种。)

这就是自然界适者生存的另一面——幸运者生存的魔力。

幸运生存理论的主要观点是,随机事件在生物进化过程中非常普遍,在许多物种的进化中起着重要作用。

以银杏为例,如果不是人类在它即将灭绝的时候种植,它肯定会灭绝。再比如我们的国宝大熊猫:大熊猫体色反差明显(无保护色),食物利用率低(吃肉的胃要消化竹子),体型不方便(找异性概率低),确实不适应环境。要不是它的自然栖息地,温度适宜(食物充足),没有天敌,早就被大自然淘汰了。但它们真的很幸运,被人类发现,最终得到保护。幸运的是,熊猫也恰好是一种可爱的动物,所以它成为了中国文明的一张名片。全世界的人都喜欢这个可爱的东西。只要人类不灭绝,熊猫就不可能灭绝。(注:化石和人类遗址有证据表明,中国早期人类大量猎杀大熊猫,其皮毛和肉对人类有重要价值,这可能是大熊猫数量锐减的主要原因。)

适者生存和幸运者生存谁更重要?到底是“天才是百分之九十九的努力加百分之一的运气”主导的优胜劣汰,还是“救不了错,氪气改变不了命”的幸运者生存控制了大局?

科学家们仍在争论这个问题。毕竟相对于整个自然历史,人类的存在时间太短,无法观察到足够多的进化事件。但无论结果如何,我们都应该感谢大自然给我们留下了两个美丽的国宝,银杏和大熊猫。