环球体育:存活了上亿年的银杏为什么没有灭绝?一文为你科普

发布时间:2021-02-01    来源:环球国际 nbsp;   浏览:47828次

环球体育-为什么银杏活了几亿年还没有灭绝?银杏是世界上现存最古老的树种之一,其2.7亿年的漫长生命历程让人不禁要问:它们为什么历经沧桑而活下来,又变回今天?未来命运呢?浙江大学、中国科学院植物研究所、华大遗传学研究所的科学家共同工作了五年,在完成了银杏的第一份基因组草图后,对全球545株银杏进行了基因组轻测序,构建了目前仅次于银杏的遗传数据库,获得了人类了解银杏进化史和进化潜力最重要的信息。相关论文发表于环球体育2019年9月13日《自然通讯》杂志。

银杏是孤独的活化石,在世界各地广泛种植,被人类视为最不受青睐的植物之一,而孤独则是它的另一面。"现存的银杏是古银杏家族中唯一幸存的成员."该论文的第一作者、浙江大学生命科学学院副教授赵云鹏说。世界各地发现的化石指出,银杏曾在恐龙时代繁盛一时。

当时不同科、不同种的银杏“兄弟”多种多样,遍布南北半球,似乎是一个相当可观的银杏家族。1亿年前,一些开花植物开始慢慢崛起,银杏家族由北向南衰落,其成员相继解散历史舞台。与现存银杏亲缘关系最近的是科恩银杏,它在5600万年前分化为一个独立的国家,很久以前就在地球上消失了。在裸子植物四大科之一的“银杏”中,“银杏”只有一个单一的种类。

神秘的是,它的脑海里还保留着亿万年前祖先的样子。——扇形带有凹叶,有时会裂成两块化石,现实中也是如此。正是因为这种独立和“静止”的风格,达尔文说它是植物界的“鸭嘴兽”。

它还有一个更通俗的名字——“活化石”。关于银杏的“活化石”,有两个问题。

一、世界上没有野生银杏种群吗?在哪里?二、银杏在进化中是否陷入了“灭绝漩涡”?三个“避难所”都在中国。植物的“避难所”是野生种群不存在的前提。当世界正在经历极端气候,尤其是冰河时期,物种大幅度灭绝,一些地貌简单的山谷可能成为仅存的森林及其幸运物种的“避难所”,物种的痕迹在这里逐渐萎缩。

当气候好转时,它们对外界来说不会是无用的。寻找“避难所”种群成为浙江大学植物系统进化研究团队20年来的工作。在时任浙江大学生物科学学院院长洪院士的建议下,课题组组长傅教授将此项研究分配到973项目。

中国东部的天目山自然保护区有254棵银杏树。它们是否是野生种群在学术界仍然没有争议。有学者指出,由于天目山的宗教活动历史悠久,这些银杏可能是和尚山坡的结果。

“首先,我们的意思是在种群水平上鉴别野生植物,而不是评价单个植物。其次,从外观上,无法直接判断野生和人工培育的种群。

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”赵云鹏说,“但是基因会说,通过遗传信息分析,我们可以结合基于遗传多样性、珍贵基因频率、遗传成分来源和组成过程等信息的实地调查结果,来识别它是否是野生的。”从世界各地共采集了545个具有代表性的银杏样品,均为DBH 50厘米以上(50厘米银杏树龄约100年),来自中国、朝鲜、日本、北美和欧洲。“样本完全覆盖了世界上所有未知银杏性质的区域和著名的树木。

这是迄今为止银杏样本收集覆盖面最广的一次。”第一作者和研究生尹说。

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通过对种群遗传结构和动态历史的模拟分析,研究小组发现了四个古老的 此外,湖北大巴山和大红山地区的银杏在冰期时是由南方种群和西南种群组成的混合种群。作者之一的傅教授说,这些不同的“庇护所”保留了现有银杏不同的“家庭原因”。

在更新世晚期(51-14万年前),不同避难所的种群发生分化,不同避难所独特的遗传成分的混合也展开了。研究进一步指出,目前遍布全球的银杏,起源于以浙江天目山人口为代表的中国东部人口。

“银杏再次移至日本和韩国,然后从中国东部移至欧洲和美国,欧洲的银杏起源于中国。”赵云鹏解释说,在此之前,人们仍然误以为欧洲的银杏来自日本。“遗传成分分析告诉他,欧洲现有的遗传成分与天目山的银杏更相似,但与日本的银杏区别不大。”著名植物学家彼德克莱恩曾在《银杏:被时间消逝的树种》中写道,银杏“是中国送给世界的珍贵礼物”。

今天,这句话有了更强的科学依据。基因依然充满活力。著名古生物学家周志彦院士曾回应说,银杏树虽然在世界上依然存在,但其实已经变成了进化的衰落。他悲哀地说:“银杏科的多样性一直在日益增加,稳定的现象是物种的减少和地域的日益局限。

”事实是否哀叹这一点?在这项研究中,研究小组得出了一个悲观的答案。他们发现银杏在物种水平上保持着高度的遗传变异。“虽然现有物种的多样性就银杏科或银杏科而言极低,但现有的银杏是一个具有足够适应环境潜力的物种,并没有处于灭绝漩涡或进化的尽头。

”赵云鹏说,“在多次冰期造成的种群规模传递之后,更高水平的遗传变异和检测到的适应性基因已经完全恢复。此外,在冰期和间冰期可能没有广泛的潜在分布区域,这意味着银杏在面对环境变化时有更多的应对“方案”。

我们坚信,银杏以后还在进化,至少不会很快灭绝,甚至有可能东山再起,重现银杏家族过去的辉煌。”"然而,人类不能掉以轻心,因为一些新的危机经常出现."赵云鹏说,他们在实地监测时发现,许多野生银杏树在长达三年的时间里没有自然更新的幼树和人工培育的幼苗。

“我们猜测,有可能是森林郁闭度较高,结实率和幼苗成活率都在上升;同时松鼠等动物吃银杏种子,进一步加剧了种子数量的增加,导致银杏的“断代”。这就迫切要求人类重新开放援助,给予精确而关键的保护。”赵云鹏说。

另一个危机是大部分野生银杏种群离开了自然保护区,生态环境的破坏和人类的修剪对银杏构成了严重威胁。为了让银杏活下去,除了科学,人类还必须为智慧和爱付出更多。

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