植物科普:近滅絕的銀杏為何能延續(xù)至今?
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19
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植物科普:近滅絕的銀杏為何能延續(xù)至今?
幾近滅絕的銀杏為何能延續(xù)至今?

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秋天,一棵掛滿金黃色樹(shù)葉的銀杏樹(shù)。與大多數(shù)逐步落葉的樹(shù)種不同的是,銀杏樹(shù)的葉子往往會(huì)一次全部落光。攝影:WERNER LAYER,MAURITIUS IMAGES GMBH/ALAMY


撰文:SARAH GIBBENS

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  當(dāng)冬季第一波冷空氣來(lái)臨時(shí),在曼哈頓和華盛頓特區(qū)的街道上,在首爾的社區(qū)以及巴黎的公園里,銀杏樹(shù)金黃的葉子便開(kāi)始脫離枝頭,落到地面上。

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  一開(kāi)始銀杏樹(shù)只落下零星的幾片葉子,之后突然間整條街道都鋪滿了金黃的扇形葉片。不過(guò),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)全球各地的銀杏樹(shù)落葉的時(shí)間有越來(lái)越晚的趨勢(shì),可能是氣候變化的跡象。

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  “人們會(huì)問(wèn)我們,‘我應(yīng)該什么時(shí)候出來(lái)看銀杏葉?’我們會(huì)回答10月21日,” 弗吉尼亞大學(xué)布蘭迪實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)的主任David Carr說(shuō),那里有一個(gè)被稱(chēng)為“銀杏林”的植物園,園中有300多棵銀杏樹(shù)。

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  Carr自1997年開(kāi)始就在銀杏林工作,他說(shuō)秋天變暖和銀杏落葉時(shí)間延后的趨勢(shì)非常明顯?!艾F(xiàn)在落葉時(shí)間似乎更接近10月底或11月的第一個(gè)星期?!?/p>

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  不過(guò),這并不是這一古老物種第一次面臨重大的氣候變化。銀杏的故事并不是人們所熟悉的人類(lèi)忽略大自然的又一個(gè)案例。

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  通過(guò)在北達(dá)科他州發(fā)現(xiàn)的化石,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)銀杏已經(jīng)以現(xiàn)在的形態(tài)存在了6000萬(wàn)年,其基因相似的祖先可追溯到1.7億年前的侏羅紀(jì)時(shí)期。

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  在銀杏近2億年的時(shí)間軸上,“它們的數(shù)量逐漸減少,如今已幾近滅絕。最近因?yàn)槿祟?lèi)對(duì)它的興趣而有所恢復(fù),”《銀杏》一書(shū)的作者、全球最重要的銀杏專(zhuān)家之一Peter Crane說(shuō)。

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  追蹤物種生存狀況的國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟將野生銀杏列為瀕危物種。科學(xué)家們認(rèn)為只有少量的稀有銀杏樹(shù)種群可能存在于中國(guó)。雨后的秋天,當(dāng)你走在散落著金黃的銀杏葉的人行道上時(shí),你就是在和一種罕見(jiàn)的物種進(jìn)行近距離接觸——一種被人類(lèi)從自然遺忘中拯救出來(lái)并散播到全球各地的物種。Crane說(shuō):“這是一個(gè)偉大的進(jìn)化故事,也是一個(gè)偉大的文化故事?!?/p>

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同類(lèi)中的僅存物種

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  在如今的地球上,共有五種不同類(lèi)型的植物可以產(chǎn)生種子:數(shù)量最多的開(kāi)花植物;結(jié)球果的針葉樹(shù);麻黃目植物,大約有70個(gè)種類(lèi),包括沙漠灌木、熱帶樹(shù)和藤本植物;蘇鐵科植物,另一種古老的掌狀植物,以及孤獨(dú)的銀杏。在植物界的銀杏科中,現(xiàn)存的只有銀杏一個(gè)物種。

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  科學(xué)家們認(rèn)為,地球上曾經(jīng)也有許多不同種類(lèi)的銀杏。在中國(guó)中部地區(qū)的一個(gè)煤礦中,曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)可以追溯到1.7億年前的植物化石,其中包含類(lèi)似銀杏的樹(shù),只是葉子的形狀和種子的數(shù)量稍微有所不同。

幾近滅絕的銀杏為何能延續(xù)至今?

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圖為一組銀杏葉,翠綠的葉子在秋天會(huì)變成金黃色。攝影:DARLYNE A. MURAWSKI,NAT GEO IMAGE COLLECTION

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  銀杏通常被稱(chēng)為活化石(其中還包括馬蹄蟹和歐紫萁),因?yàn)樗菙?shù)百萬(wàn)年前一個(gè)種類(lèi)繁多物種僅存的一種。銀杏是一個(gè)極其古老的物種,因此還保留了一些現(xiàn)代樹(shù)木中不常見(jiàn)的特征。

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  銀杏樹(shù)分為雄樹(shù)和雌樹(shù),當(dāng)風(fēng)中漂浮的花粉粒攜帶的雄樹(shù)精子與雌樹(shù)的種子結(jié)合,并使其受精時(shí),二者就會(huì)繁殖,與人類(lèi)的受精過(guò)程類(lèi)似。銀杏樹(shù)還表現(xiàn)出從雄性變成雌性的潛在性別轉(zhuǎn)換跡象??茖W(xué)家很少觀察到銀杏樹(shù)的這一現(xiàn)象,也沒(méi)有完全理解其中的機(jī)制,但研究者認(rèn)為雄樹(shù)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生雌性枝干,作為確保繁殖成功的安全措施。

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  一種理論認(rèn)為全球銀杏物種滅絕始于1.3億年前,當(dāng)時(shí)開(kāi)花植物的種類(lèi)開(kāi)始增加,并不斷擴(kuò)散。現(xiàn)在全球的開(kāi)花植物超過(guò)23.5萬(wàn)種。與銀杏相比,它們的進(jìn)化和繁殖更為迅速,生長(zhǎng)速度更快,還會(huì)用果實(shí)吸引食草動(dòng)物,用花瓣吸引更多的傳粉者。

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  Crane說(shuō):“有可能是銀杏面臨著來(lái)自更現(xiàn)代植物的競(jìng)爭(zhēng),最終在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰出局?!?/p>

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  雖然銀杏已經(jīng)開(kāi)始為生存而競(jìng)爭(zhēng),但在大約6600萬(wàn)年前全球變冷的新生代時(shí)期,北美洲和歐洲的銀杏還是不斷走向滅絕。到11000年前最后一次冰河時(shí)代結(jié)束時(shí),幸存下來(lái)的銀杏僅存在于中國(guó)。

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人類(lèi)栽植

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  銀杏樹(shù)的味道非常難聞。雌樹(shù)結(jié)的種子外層含有丁酸——人類(lèi)嘔吐物的特有氣味。

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  至于銀杏為何會(huì)進(jìn)化出如此刺鼻的臭味,Crane說(shuō),“我猜銀杏種子被那些喜歡臭味的動(dòng)物吃掉了。之后通過(guò)其腸道排出,最后在野外發(fā)芽?!?/p>

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  同樣地,銀杏種子可能幫助它們?cè)?000年前得到人類(lèi)的喜愛(ài)。一旦除去銀杏果的外層果肉,里面的果實(shí)就像開(kāi)心果一樣。Crane說(shuō),1000年前,當(dāng)其它地區(qū)的銀杏樹(shù)早已滅絕后,中國(guó)人可能開(kāi)始種植銀杏,并以它們的種子為食。(銀杏種子外面的有毒層去除之后才能食用。)

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  直到17世紀(jì)末,銀杏才被帶到歐洲。當(dāng)時(shí)德國(guó)博物學(xué)家Engelbert Kaempfer前往日本,并被認(rèn)為從中國(guó)獲得了銀杏。如今,銀杏是美國(guó)東海岸最常見(jiàn)的樹(shù)種之一。銀杏似乎天生能抵御昆蟲(chóng)、真菌和嚴(yán)重的空氣污染,而且能在混凝土下扎根,茁壯生長(zhǎng)。

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  在20世紀(jì)初之前,野生銀杏一直被認(rèn)為已經(jīng)滅絕,直到有人在中國(guó)西部發(fā)現(xiàn)了一片疑似野生的銀杏林。2004年發(fā)表的一篇論文不同意該觀點(diǎn),認(rèn)為這些樹(shù)是古代佛教僧人種植的,但同時(shí)還認(rèn)為中國(guó)的西南部地區(qū)可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)其他銀杏林。

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  在隨后的2012年,一篇新論文引用證據(jù)稱(chēng),中國(guó)西南部的大婁山區(qū)確實(shí)存在野生銀杏林。

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  “我認(rèn)為中國(guó)的亞熱帶地區(qū)可能還存在一些野生銀杏林。但我們需要進(jìn)行更多的考察探索,”云南大學(xué)的生態(tài)學(xué)者、2012年論文的作者Cindy Tang說(shuō)。那些野生銀杏林是潛在的遺傳多樣性寶庫(kù),可供育種者改善栽培物種。

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  不過(guò),Crane并不擔(dān)心銀杏的未來(lái):銀杏樹(shù)非常受人類(lèi)的歡迎,這將有助于其生存。Crane說(shuō):“盡管野生銀杏的處境可能比較危險(xiǎn),而且人類(lèi)很難接近,但并不太可能滅絕。”

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(譯者:流浪狗)

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