隨著氣溫逐漸下降,銀杏開啟了一年中最華麗的篇章,從翠綠到金黃,用盛裝演奏著節(jié)日的更替。很多人知道銀杏古老而珍貴,卻又因它遍地可見而不以為然。這一獨(dú)特樹種見證了曠古久遠(yuǎn)的歷史,將數(shù)億年的滄海桑田印刻在你隨手撿起的每一片落葉中。
01 從繁盛一時到自成一綱,孤獨(dú)的銀杏經(jīng)歷了什么?
銀杏最早出現(xiàn)在2.7億年以前,且廣泛分布在世界的各個角落。人們也從化石證據(jù)里找到了當(dāng)年它很多的親緣物種,可謂是當(dāng)時地球上的“優(yōu)勢物種”。到了1.7億年前的中生代侏羅紀(jì),恐龍稱霸于世,銀杏類植物也達(dá)到鼎盛。
侏羅紀(jì)銀杏化石。(圖片來源:維基百科)
約1.4億年前,白堊紀(jì)晚期,地球的氣候變得干冷,被子植物出現(xiàn),開始吞噬裸子植物的生存空間,成為大自然的新寵,而且發(fā)明了“一年生”這種近似耍賴的生活史——只在溫暖的夏季開花結(jié)果,然后以種子的方式度過寒冷的冬天。之后,又經(jīng)歷了若干次的冰期,冰川運(yùn)動帶來劇烈的氣候和地質(zhì)變化,銀杏類和其他的裸子植物一樣迅速衰落,遭受了幾乎滅絕式的危機(jī)。氣溫下降讓銀杏不斷南遷,在最后的一次冰期,被壓縮到今天中國的西南地區(qū)。
為何中國能成為世界上唯一可能擁有天然銀杏的國家?這主要源于其特殊的地理環(huán)境。與其他大陸相比,中國的山脈與河流都是東西走向的,這與自北(兩極)向南(赤道)的冰川運(yùn)動方向是垂直的,給冰川的推薦帶來了地理上的障礙,另外,西南地區(qū)的橫斷山脈行程較晚,形成了很多褶皺,這一道道山脈和河流形成了天然屏障,阻礙了冰川,讓很多植物能夠在這些山谷和褶皺中躲起來,得以幸存下來。
浙江天目山國家級自然保護(hù)區(qū)海拔1040米左右的懸崖峭壁上,一株萬年古銀杏正在秋風(fēng)中搖曳著它那巨大的樹冠。
圖片來源:新華社
目前的野生銀杏種群僅分布在我國重慶的金佛山、貴州的務(wù)川及廣西的興安、南雄。目前浙江的天目山保護(hù)區(qū)內(nèi)一共有銀杏大樹254棵,對于其是否為野生種群,學(xué)術(shù)界一直存在爭議。浙江大學(xué)的學(xué)者經(jīng)過研究,認(rèn)為天目山極可能屬于人工栽培。
02 走過兩億年的滄海桑田,自有強(qiáng)大基因密碼加持
作為中生代孑遺的稀有樹種,現(xiàn)生銀杏是古老的銀杏家族唯一幸存的成員,并忠實(shí)保留著億萬年前祖先的模樣。尋找野生銀杏種群并解讀其“長壽”的奧秘,成為了科學(xué)家們不遺余力研究的方向。
2016年,中國科學(xué)家解碼了銀杏的基因組并發(fā)現(xiàn),銀杏的基因組經(jīng)過了兩次加倍事件,讓其能夠增加自己的防御機(jī)制并創(chuàng)造進(jìn)化機(jī)會。基因加倍在生物體內(nèi)比較常見,這就好比打撲克牌,兩副牌放在一起,組成“拖拉機(jī)”(或者“同花順”)的概率要大很多,三副牌就更容易了。加倍讓基因的組合更多,更豐富,讓基因多樣性(遺傳多樣性)有了物質(zhì)基礎(chǔ),體現(xiàn)在個體和種群上,就是變異多了,活下來的概率也就高了,如果再有了生殖隔離或者地理隔離,就可以形成更多的物種。
安徽千年古城安徽壽縣孔廟前,兩株參天銀杏飄落,景色醉人。
圖片來源:新華網(wǎng)
此外,銀杏基因組中有非常多關(guān)于疾病和害蟲的抗性基因。這些基因大多數(shù)都是重復(fù)的,從而使得銀杏具有防御各種病蟲害的能力。
時至秋日,你可能在公園、道路兩側(cè)甚至你家小區(qū)樓下,看到耀眼的金黃銀杏,當(dāng)你隨手撿起一片扇形略帶凹缺的銀杏葉片,細(xì)數(shù)它的紋路和脈絡(luò),其實(shí)它與上億年前的銀杏葉片化石相比,幾乎沒有任何形態(tài)變化。
03 保護(hù)物種的野生種群,任重道遠(yuǎn)
我們感嘆于銀杏強(qiáng)大的適應(yīng)能力和抗逆能力,讓其能夠增加自己的防御機(jī)制并創(chuàng)造進(jìn)化機(jī)會,跨越億萬年來到人類面前——可人類目前唯一能做的,便是通過引種栽培等手段,單一地“復(fù)制”著它們的唯一血脈。
目前,全世界包括國內(nèi)的很多銀杏都是浙江天目山的后代或者克隆體,這意味著你在大街小巷看到的銀杏們,可能都是一母同胞的姊妹?!敖H繁殖”導(dǎo)致其遺傳多樣性非常狹窄,一定程度上也就存在相當(dāng)大的隱患,如果遇到病蟲害或其他疫病,可能會全軍覆沒。另一個令人堪憂的現(xiàn)狀是,科學(xué)家在野外監(jiān)測時發(fā)現(xiàn),許多野生銀杏種群周邊已經(jīng)數(shù)十年沒有實(shí)生幼苗和更新。
10月20日,攝影愛好者在甘肅省隴南市徽縣嘉陵鎮(zhèn)田河村內(nèi)拍攝古銀杏樹。
圖片來源:新華社
這也是決定銀杏“瀕危”地位的關(guān)鍵因素——因其種群數(shù)量少,遺傳多樣性單調(diào),再加上斷層現(xiàn)象,野生銀杏被列為國家一級保護(hù)樹種,并被世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)劃歸野外瀕危物種也就可以理解了。
如今,依舊有大多數(shù)野生銀杏種群并不在自然保護(hù)區(qū)內(nèi),人類活動范圍不斷變大,活動頻率日益加劇,一定程度上也在威脅著銀杏的生存環(huán)境只有保護(hù)好天然的銀杏資源,才能真正保護(hù)這個古老的物種。希望這些生長千年的“公孫樹”,能擁有更漫長的未來。
策劃:閻冬
審核專家:國家植物園科普館館長,王康博士
出品:科普中國
監(jiān)制:中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、中科數(shù)創(chuàng)(北京)數(shù)字傳媒有限公司