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【北京晚報】銀杏是中國送給世界的珍貴禮物

  文章來源:北京晚報   魏婧     發表時間:2019-11-08 

  本周,銀杏進入一年中最佳觀賞期。它優雅華貴,寓意美好,是深受人們喜愛的景觀樹種。

  日前,优选彩票-首页、浙江大学、华大基因研究院科研人员联合发布揭示银杏种群进化历史、避难所及进化潜力的论文,文中“全球银杏几乎都源自中国”的结论,为人们津津乐道。也使著名植物学家彼得·克兰在《银杏:被时间遗忘的树种》一书中的深情描述,有了理论支撑。

  作爲植物學界“明星物種”,銀杏身上“謎團”重重。本報記者與論文共同第一作者“銀杏樹下話銀杏”,看葉片穿越上億年光陰飄落身旁,亦美也亦醉。

  身世

  從恐龍時代走來

  見證上億年風雨

  秋日午后,优选彩票-首页幽深静谧。银杏林间,曲折小径蜿蜒向前,微风拂过,已是金黄满地。

  植物所博士生李甯從地上撿起一片銀杏葉,放在眼前細細端詳。作爲論文共同第一作者,過去兩年間,銀杏幾乎填滿了她的全部科研世界。

  想要了解李甯和同伴們的這項研究,我們得先來跟她一起“讀一讀”這片葉子。

  從外形上看,銀杏葉特別像一把打開的扇子。扇形葉片本來在整個植物界就不多,如銀杏般擁有柔和曲線的更是只此一家。它非常符合東方傳統審美,難怪以銀杏葉爲模板制作的擺件、裝飾品等層出不窮。

  美麗外形絕非徒有其表,更厲害的是,你隨手撿起的葉片,與上億年前的銀杏葉片化石相比,形態幾乎沒有變化。進化生物學領域把這種情況稱之爲“形態靜滯”,這也是銀杏被譽爲“活化石”的原因之一。若再考慮到如此長久的時間跨度,地球都發生了翻天覆地的變化,小小葉片居然能“固執”地維系原樣,簡直要令人驚歎了。

  銀杏享有“長壽樹”美譽,這也是它受到人們喜愛的原因之一。具體有多長壽呢?3500年!還只是它的平均壽命。目前已知存活最久的,可能是浙江天目山一棵“五世同堂”的古銀杏,12000歲“高齡”可謂樹中老祖宗。至于數千歲的古銀杏樹就更多了,主要生長在寺廟旁,爲人類文明平添一份厚重。

  銀杏是裸子植物四大支系之一,而且是整個種子植物五大支系裏面唯一一個僅有一個現存種的分支。“生物系的學生特別喜歡銀杏,因爲很少有植物能一口氣從‘綱’說到‘種’,都得想一想,但銀杏可以——銀杏綱銀杏目銀杏科銀杏屬銀杏。”李甯感慨,銀杏從恐龍時代一路走來,曆經上億年風風雨雨。失去了全部的“親人”,就留下它“遺世獨立”,仿佛超然于時間之外。

  溯源

  基因測序解密碼

  定位銀杏起源地

  不但普通民衆喜愛銀杏,如此之多“神奇”的生物特性集于一身,在學界,它也是一個響當當的“明星”。近二三十年來,銀杏一直擁有較高研究熱度,相應的,學界對其也存在多處爭議,避難所問題可以說是討論度最高的。

  “避難所”是一個通俗的概念,在新生代第四紀大冰川期來臨前,銀杏原本分布極廣,一度蔓延到北極點附近。而冰川來臨時,全球銀杏幾乎滅絕,可能由于東西走向的山脈及相對溫暖的環境,中國東部、南部以及西南部分地區存余了極少量銀杏,研究人員將這些“在災難中提供庇佑”的場地稱爲避難所,其實就是生物學中的“孑遺地”。

  目前世上銀杏又已隨處可見,那麽它們究竟是從哪個地方“走出去”的呢?這是個一直存有爭議,沒被徹底解決的問題。

  李甯介紹,早在2016年,浙江大學、華大基因研究院和植物所便三方合作,完成了首個銀杏的基因組測序工作。此次研究,是在之前項目基礎上又一次通力合作,主要目的之一就是解決長期存在爭議的避難所問題。

  研究從全球51個銀杏種群中,共采集到545個代表性銀杏樣本,遍及中國、韓國、日本、北美洲和歐洲,是迄今爲止覆蓋範圍最廣的。樣本采集工作主要由長期從事瀕危植物(銀杏、珙桐等)群體遺傳學和保護基因組學研究的浙大團隊完成,接下來三家機構共同對它們進行測序分析和數據挖掘,給每份樣本賜予了一個專屬的“身份證號”。

  想通過幾百份基因組解決國外銀杏的傳播問題,該從何入手呢?從生物學角度考慮,由于生物對當地環境的各自適應,地理距離越遠,遺傳成分相似性一般會越低。若地理上相距遙遠的兩個樣本,遺傳成分卻出奇相似,甚至比毗鄰地之間還要像,便極有可能是“兄弟幾個,有的留在了家裏,有的被帶到了國外”。

  帶著這種思路,研究人員將每兩個樣本之間的地理距離和遺傳距離(遺傳成分相似度)都進行了計算,發現目前遍布全球的銀杏幾乎均源自以浙江天目山種群爲代表的中國東部種群。“比如歐洲的銀杏樣本,現存遺傳成分更接近天目山銀杏,與‘疑似’起源地的日本銀杏差異較大,說明並不是從日本傳出去的。”

  解謎

  隨處可見卻“瀕危”

  野生銀杏幾斷層

  除了得出“全球銀杏幾乎都源自中國”這一重磅結論,這項研究還回答了其他幾個學界一直存在的疑問與爭議。

  “銀杏屬于瀕危植物,需要去好好保護。”李甯首先抛出的這個結論,令人頗爲吃驚——如此常見的樹種,哪裏談得上“瀕危”呢?

  事實上,不但普通公衆想不到,這一結論也出乎不少科研人員意料。從演化曆史來看,曆經地球數次震蕩卻依然能夠存活,已經證實了銀杏強大的適應能力。在城市中,它常被用作行道樹,除了美觀,還因爲它抗汙染、耐冷耐旱。最令大家佩服的是,銀杏幾乎沒有病蟲害。此外,銀杏易于栽種,只要環境敞亮,有充足的陽光和水,95%的種子都可以正常萌發。

  然而李甯介紹,一個物種是否瀕危,要看它在野生條件下的生長狀況。研究中他們震驚地發現,野外近十年來都沒有發現天然更新的銀杏幼樹,這說明銀杏後代幾乎是斷層式消失。

  “我們分析,或許是取食銀杏種子的動物比如食草恐龍滅絕了,再加上森林郁閉度很高,銀杏又‘晚婚晚育’,掉下來的種子都落在龐大的‘母親’身邊,大多數動物不願意幫助這種”臭烘烘“的種子傳播到陽光充足的地方,野外萌發率就非常低了。”李甯認爲,對于銀杏野生種群及其核心種質資源,仍需給予重點和精准保護。

  此次研究雖已取得矚目成就,但李甯坦言,對銀杏這個“謎題富礦”的挖掘,還遠沒有到盡頭。“比如在應用方面,景觀利用上我們希望栽種雄株,避免掉落一地銀杏種子,氣味也不好。在提取藥物營養成分方面,又希望栽種雌株可以收獲銀杏果。另外銀杏病蟲害少,耐旱耐低溫,背後的機制是什麽?銀杏長壽的奧秘又是什麽?”本報記者 魏婧

  

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