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银杏的野生种群

发布时间:2019/11/22  新闻类别:无 点击次数:14

孤单的活化石




银杏在全球普遍种植,可谓最受人类喜欢的植物之一。而孤单是它不为人知的另一面。“现生银杏是古老的银杏家族独一幸存的成员。”论文第一作者,浙大生命科学学院副教授赵云鹏说。


世界各地发现的化石标明,银杏类曾在恐龙时期盛极一时,那时,不同属、不同种的银杏“兄弟”类目繁多、遍及南北半球,俨然一个庞大的银杏家族。一亿年前,有花植物开端快速崛起,银杏家族走向衰落,成员们陆续退出历史舞台。与现存银杏亲缘关系最近的是克恩银杏(G. cranii),它分化独立于5600万年前,也早曾经在地球上绝迹了。






在裸子植物四大家族之一的“银杏纲”里,往常只留下孤零零“银杏”一个种。神奇的是,它忠实保存着亿万年前祖先的容貌——扇形带凹缺的叶片,有时深裂为二——化石里如此,理想中也是如此。正是由于这种遗世独立、形态“静滞”的风范,达尔文说它是植物王国的“鸭嘴兽”。它还有个更为浅显的名号——“活化石”。




关于银杏这种“活化石”,有两个问题不断悬而未决:第一,世界上能否还存在野生银杏种群?在哪里?第二,银杏在进化上能否曾经堕入“灭绝旋涡”?




三个“避难所”都在中国




植物“避难所”是野生种群存在的前提。在全球阅历极端气候特别是冰川期时,物种大幅灭绝衰退,一些地貌复杂的山谷可能会成为残存森林及其侥幸物种的“避难所”,物种的踪迹逐步收缩到这里,等气候转好,它们又会重新向外面的天地生发。




寻觅“避难所”种群,成为浙大植物系统进化研讨团队20年前就开端的工作。在时任浙大生科院院长的洪德元院士的提议下,团队担任人傅承新教授把这项研讨归入了973课题。我国东部的天目山维护区内一共有银杏大树254棵,关于它们能否为野生种群,学术界不断存在争议。有学者以为,由于天目山宗教活动历时长久,这些银杏有可能是僧人引种的结果。




“首先,我们是从种群程度判别能否野生,而不是评价单个植株。其次,从外形看,野生与人工栽培的种群难以直接判别。”赵云鹏说,“但是基因不会说谎,经过遗传信息剖析,我们能够依据基因多样性、稀有基因的频率、遗传成分的来源和构成过程等信息,分离野外调查结果,来判别能否野生。”




研讨一共从全球搜集到545个代表性银杏样本,树木胸径都在50厘米以上(50厘米的银杏树龄大约100岁),它们分别来自中国、韩国、日本、北美洲和欧洲。“样品简直掩盖了全球银杏一切已知的自然散布范围和著名大树,是迄今为止银杏样品采集掩盖范围最广的。”共同第一作者、研讨生殷平平说。




图:中国采样地点散布和遗传成分剖析




经过种群遗传构造和动态历史模仿剖析,研讨团队审定出银杏的4个古老遗传成分存在于中国的3个“避难所”:东部(浙江天目山为代表)、西南(贵州务川、重庆金佛山为代表)以及南部(广东南雄、广西兴安为代表)。此外,大巴山脉和湖北大洪山辨别布的银杏是南部和西南部种群在冰期构成的混合种群。




通讯作者之一、浙大生科院傅承新教授说,这些不同的避难所,保存了现存银杏的不同“家系”。在更新世晚期(51万至14万年前)的屡次冰期中,不同避难所的种群之间产生了分化,不同避难所特有遗传成分的混合也在停止。




图:银杏种群动态历史




该研讨进一步标明,目前遍及全球的银杏简直均源自以浙江天目山种群为代表的中国东部种群,“银杏是先迁移到日本和韩国,再从中国东部迁移到欧美,而且欧洲的银杏源自中国。” 赵云鹏引见,在此之前,人们不断误以为欧洲的银杏是日本迁移而至。“遗传成分剖析通知我们,欧洲现存的遗传成分更接近于天目山银杏,而与日本的银杏差别较大。”




著名植物学家彼得·克兰曾在《银杏:被时间遗忘的树种》一书中,曾深情地描绘银杏“是中国送给世界的宝贵礼物。”今天,这句话有了更有力的科学证据。




基因依然“元气满满”




关于银杏的另一个悬疑是,假如银杏曾经进入进化末端,那么人类就不用刻意把它作为濒危植物加以刻意的重点维护。著名古生物学家周志炎院士曾表示,固然银杏树仍然存活于世,但实践上已进入演化的衰落期。他无不伤感地说:“银杏属内的多样性已日趋减少,与之相随的现象是物种的凋谢和散布地域的日趋局限。”




事实能否真是如此?在这项研讨中,研讨团队给出了悲观的答案。他们发现,银杏在物种程度维持了较高程度的遗传变异。“固然就银杏科或银杏属而言,现存物种多样性极低,但现存银杏是具有足够顺应潜力的物种,并非处于灭绝旋涡或进化末端。”赵云鹏说,“较高程度的遗传变异及检测到的顺应性基因,屡次遭遇冰期招致种群范围紧缩后又重新恢复,再加上在冰期和间冰期可能都存在较广的潜在散布区,意味着银杏在面临环境变异时,有较多的应对‘计划’。我们置信,银杏还在继续进化,至少不至于很快灭绝,以至有可能东山再起,重现昔日银杏家族的荣光。”



但,人类还不能因而漫不经心,由于一些新的危机正在呈现。赵云鹏说,他们在野外监测时发现,许多野生的银杏大树周边,曾经10年简直没见自然更新的幼树和超越3年的成活幼苗。“我们猜想,可能是森林郁闭度较高,坚固率和幼苗成活率降落;同时,松鼠等动物取食银杏种子,进一步加剧了种子量的减少,而形成银杏的‘断代’。这急需人类再次伸出援手,给予精准重点维护。”赵云鹏说。




另一个危机是,大多数银杏的野生种群不在自然维护区内,生境毁坏、人类移栽对银杏形成了严重的要挟。这让我想起了著名的建筑设计师弗兰克·劳埃德·莱特的故事。当年他在美国芝加哥的郊区买下一块地,准备建造他的家和工作室时,那里有一棵银杏的幼苗。赖特先生没有砍树,而是绕着银杏设计建造了居所。如今,银杏幼苗曾经长成参天大树,成为人们瞻仰建筑巨匠估量时一个必经的景点。


 
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