你随手捡的一片银杏叶,可能来自亿万年前

科普中国
公众科普,科学传播。
收藏

随着气温逐渐下降,银杏开启了一年中最华丽的篇章,从翠绿到金黄,用盛装演奏着节日的更替。很多人知道银杏古老而珍贵,却又因它遍地可见而不以为然。这一独特树种见证了旷古久远的历史,将数亿年的沧海桑田印刻在你随手捡起的每一片落叶中。

01 从繁盛一时到自成一纲,孤独的银杏经历了什么?

银杏最早出现在2.7亿年以前,且广泛分布在世界的各个角落。人们也从化石证据里找到了当年它很多的亲缘物种,可谓是当时地球上的“优势物种”。到了1.7亿年前的中生代侏罗纪,恐龙称霸于世,银杏类植物也达到鼎盛。

侏罗纪银杏化石。(图片来源:维基百科)

约1.4亿年前,白垩纪晚期,地球的气候变得干冷,被子植物出现,开始吞噬裸子植物的生存空间,成为大自然的新宠,而且发明了“一年生”这种近似耍赖的生活史——只在温暖的夏季开花结果,然后以种子的方式度过寒冷的冬天。之后,又经历了若干次的冰期,冰川运动带来剧烈的气候和地质变化,银杏类和其他的裸子植物一样迅速衰落,遭受了几乎灭绝式的危机。气温下降让银杏不断南迁,在最后的一次冰期,被压缩到今天中国的西南地区。

为何中国能成为世界上唯一可能拥有天然银杏的国家?这主要源于其特殊的地理环境。与其他大陆相比,中国的山脉与河流都是东西走向的,这与自北(两极)向南(赤道)的冰川运动方向是垂直的,给冰川的推荐带来了地理上的障碍,另外,西南地区的横断山脉行程较晚,形成了很多褶皱,这一道道山脉和河流形成了天然屏障,阻碍了冰川,让很多植物能够在这些山谷和褶皱中躲起来,得以幸存下来。

浙江天目山国家级自然保护区海拔1040米左右的悬崖峭壁上,一株万年古银杏正在秋风中摇曳着它那巨大的树冠。

图片来源:新华社

目前的野生银杏种群仅分布在我国重庆的金佛山、贵州的务川及广西的兴安、南雄。目前浙江的天目山保护区内一共有银杏大树254棵,对于其是否为野生种群,学术界一直存在争议。浙江大学的学者经过研究,认为天目山极可能属于人工栽培。

02 走过两亿年的沧海桑田,自有强大基因密码加持

作为中生代孑遗的稀有树种,现生银杏是古老的银杏家族唯一幸存的成员,并忠实保留着亿万年前祖先的模样。寻找野生银杏种群并解读其“长寿”的奥秘,成为了科学家们不遗余力研究的方向。

2016年,中国科学家解码了银杏的基因组并发现,银杏的基因组经过了两次加倍事件,让其能够增加自己的防御机制并创造进化机会。基因加倍在生物体内比较常见,这就好比打扑克牌,两副牌放在一起,组成“拖拉机”(或者“同花顺”)的概率要大很多,三副牌就更容易了。加倍让基因的组合更多,更丰富,让基因多样性(遗传多样性)有了物质基础,体现在个体和种群上,就是变异多了,活下来的概率也就高了,如果再有了生殖隔离或者地理隔离,就可以形成更多的物种。

安徽千年古城安徽寿县孔庙前,两株参天银杏飘落,景色醉人。

图片来源:新华网

此外,银杏基因组中有非常多关于疾病和害虫的抗性基因。这些基因大多数都是重复的,从而使得银杏具有防御各种病虫害的能力。

时至秋日,你可能在公园、道路两侧甚至你家小区楼下,看到耀眼的金黄银杏,当你随手捡起一片扇形略带凹缺的银杏叶片,细数它的纹路和脉络,其实它与上亿年前的银杏叶片化石相比,几乎没有任何形态变化。

03 保护物种的野生种群,任重道远

我们感叹于银杏强大的适应能力和抗逆能力,让其能够增加自己的防御机制并创造进化机会,跨越亿万年来到人类面前——可人类目前唯一能做的,便是通过引种栽培等手段,单一地“复制”着它们的唯一血脉。

目前,全世界包括国内的很多银杏都是浙江天目山的后代或者克隆体,这意味着你在大街小巷看到的银杏们,可能都是一母同胞的姊妹。“近亲繁殖”导致其遗传多样性非常狭窄,一定程度上也就存在相当大的隐患,如果遇到病虫害或其他疫病,可能会全军覆没。另一个令人堪忧的现状是,科学家在野外监测时发现,许多野生银杏种群周边已经数十年没有实生幼苗和更新。

10月20日,摄影爱好者在甘肃省陇南市徽县嘉陵镇田河村内拍摄古银杏树。

图片来源:新华社

这也是决定银杏“濒危”地位的关键因素——因其种群数量少,遗传多样性单调,再加上断层现象,野生银杏被列为国家一级保护树种,并被世界自然保护联盟(IUCN)划归野外濒危物种也就可以理解了。

如今,依旧有大多数野生银杏种群并不在自然保护区内,人类活动范围不断变大,活动频率日益加剧,一定程度上也在威胁着银杏的生存环境只有保护好天然的银杏资源,才能真正保护这个古老的物种。希望这些生长千年的“公孙树”,能拥有更漫长的未来。

策划:阎冬

审核专家:国家植物园科普馆馆长,王康博士

出品:科普中国

监制:中国科学技术出版社有限公司、中科数创(北京)数字传媒有限公司

评论
演绎无限精彩
大学士级
在漫长的地质变化和时代变迁中,银杏被誉为生物界活化石,是一颗璀璨明珠,中华瑰宝。一叶落而知天下秋,浪漫的银杏树定格祖国最美秋天!
2023-10-28
尖刀情怀永远跟党走
大学士级
银杏树是活化石,来自2.7亿年前,是其强大的适应能力和抗逆能力,让它在各次气候大变化中生存下来。亿万年的生存,更应该保护!
2023-10-28
中国科普N
太师级
野生银杏被列为国家一级保护树种,并被世界自然保护联盟划归野外濒危物种。
2023-10-28