2億年的銀杏樹幾乎滅絕,如何起死回生?

文 / 烈堂
莎拉·吉本斯SARAH GIBBENS發表在最新一期《國家地理雜誌》(National Geographic) 的<銀杏樹幾乎滅絕。以下是我們如何拯救這些「活化石」> Ginkgo trees nearly went extinct. Here’s how we saved these ‘living fossils.’)說,「這些古樹存在了近2億年,直到幾乎消失。現在它們排列在城市街道上。」(These ancient trees persisted for nearly 200 million years until they all but vanished. Now they line city streets.)
我什麼時候應該出來看看銀杏最盛的顏色?
在曼哈頓和華盛頓特區的街道上,在首爾的街區和巴黎的公園裡,銀杏樹在第一波寒冷的冬季空氣中逐漸失去了明亮的黃色葉子。每年,銀杏樹葉先是逐漸落下,然後突然全部落下,街道上鋪滿了金色的扇形樹葉。但在世界各地,科學家正在記錄 這起事件越來越晚的證據,這可能是氣候變遷的跡象。
「人們會問我們,『我什麼時候應該出來看看銀杏最盛的顏色?』我們會說是10 月21 日,」弗吉尼亞大學布蘭迪實驗農場(Blandy Experimental Farm) 園長戴維·卡爾(David Carr) 說道,該農場是銀杏林(Ginkgo Grove) 的所在地,這是一個擁有300 多棵銀杏樹的植物園。
卡爾自 1997 年以來一直在銀杏林工作,他說秋季變暖和葉子顏色晚化的趨勢是一個引人注目的趨勢。「現在看來已經接近十月底或十一月的第一周了。」
它們逐漸被削弱。他們幾乎滅絕了
但這並不是這個古老物種第一次面臨重大氣候變遷。銀杏的故事並不是人們所熟悉的人類對大自然的粗心大意。由於在北達科他州發現的化石,科學家們知道銀杏這個物種已經以目前的形式存在了 6000 萬年;它的基因相似的祖先可以追溯到1.7億年前的侏羅紀時期。
在近2億年的時間線中,「它們逐漸被削弱。他們幾乎滅絕了。然後,它們將從與人類的聯繫中獲得更新,」 《銀杏》一書的作者、世界上最重要的銀杏專家之一彼得·克蘭 (Peter Crane) 說。
一個偉大的進化故事,也是一個偉大的文化故事
國際自然保護聯盟是一個追蹤地球物種生存的組織,將這種樹列為野生瀕危樹種。據認為,中國可能存在少數稀有族群。今年秋天,當你走在散佈在雨水變暗的人行道上的那些明亮的金色扇子上時,你正在近距離接觸一種稀有的東西——一種人類從自然湮沒中拯救出來並傳播到世界各地的物種。克蘭說,這是「一個偉大的進化故事,也是一個偉大的文化故事。」
今天地球上有五種不同類型的植物可以產生種子:開花植物,數量最多;針葉樹、帶球果的植物;買麻藤目,大約有 70 個物種,包括沙漠灌木、熱帶樹木和藤本植物;蘇鐵樹、另一群古老的棕櫚樹,以及孤獨的銀杏。在植物界的銀杏科中,只有一種活生生的物種-銀杏。
銀杏保留了現代樹木中不常見的特徵
科學家認為世界上也曾經存在過許多不同種類的銀杏。在中國中部的一個煤礦中發現的距今1.7億年前的植物化石顯示,它們與銀杏樹相似,只是葉子形狀和種子數量略有不同。
這個物種通常被稱為活化石——這個類別還包括鱟和皇家蕨類植物等——因為它是數百萬年前存在的曾經多樣化的群體的殘餘。由於銀杏是一個非常古老的物種,它保留了現代樹木中不常見的特徵。
銀杏樹有雄性也有雌性,當雄性樹的精子攜帶著隨風飄揚的花粉粒與雌性樹上的種子結合併使其受精時,它們就會繁殖,這與人類的受精過程沒有什麼不同。他們也表現出可能改變性別的跡象,從男性變成女性。這種現像在銀杏中很少見,也沒有被完全理解,但人們認為雄性有時會產生雌性樹枝作為確保繁殖的安全措施。
銀杏樹的臭味是出了名的
一個關於世界銀杏物種滅絕的理論始於 1.3 億年前,當時開花植物開始多樣化和蔓延。目前有超過 235,000 種開花植物。它們迅速進化和增殖, 生長速度更快,利用果實吸引食草動物,用花瓣來吸引 比銀杏更多的授粉者。「[銀杏]有可能被排擠,它們面臨著來自更現代植物的競爭,」克蘭說。
在新生代(大約 6,600 萬年前開始的全球變冷時期),銀杏已經開始為生存而競爭,開始從北美和歐洲消失。到 11,000 年前最後一個冰河時期結束時,剩下的倖存者都被轉移到了中國。銀杏樹的臭味是出了名的。雌性產生的種子外層肉質層含有丁酸,這是人類嘔吐物的標誌性氣味。
至於為什麼它們會發出如此刺鼻的惡臭,克雷恩說:「我猜測它們是被喜歡臭東西的動物吃掉的。然後它們穿過腸道並發芽。”
中國西南部可能會發現銀杏天堂
1000 年前,正是這些種子可能幫助銀杏贏得了人類的青睞。一旦去除外層,銀杏種子就類似開心果。克蘭說,正是在那時,當這些樹在其他地方早已消失時,中國人可能已經開始種植它們並食用它們的種子。(銀杏種子只有除去外層有毒層後才能食用。)
直到 17 世紀末,德國博物學家 Engelbert Kaempfer 前往日本,被認為從中國獲得了銀杏,這種植物才被帶到了歐洲。 如今,銀杏是美國東岸最常見的樹木之一。它似乎天生就能抵抗昆蟲、真菌和高水平的空氣污染,並且根部可以在混凝土下茁壯成長。
人們一直認為該物種在野外已經滅絕,直到20世紀初在中國西部發現了據稱未被馴化的族群。2004 年發表的一篇論文不同意這種觀點,認為這些樹是由古代佛教僧侶種植的,但也暗示在中國西南部可能會發現其他銀杏天堂。然後在 2012 年,一篇新論文引用了證據,證明中國西南部的大婁山確實存在野生族群。
「我認為中國亞熱帶的保護區內可能也存在一些野生銀杏族群。但這需要更多的探索,」雲南大學生態學家、2012 年論文的作者 Cindy Tang 說。對於尋求改良馴化物種的育種者來說,這些野生族群是潛在的遺傳多樣性寶庫。不過,克雷恩並不擔心它的未來:該物種的流行將有助於它的生存。「儘管它在野外的地位可能不穩定且難以獲取,但它是一種不太可能滅絕的植物,」克蘭說。