它，活了1.6億年，可能要滅絕了

文 / 曾子固

最近，我到紐澳旅行，澳洲大洋路的「溫帶雨林」是旅行中印象最深刻的。我在這一片號稱「侏儸紀公園」的雨林中，感受到前所未有的氛圍，看到的植物感覺有點怪，但怪在哪裡又說不清楚。其中有很多是苔蘚植物。最近在《自然》雜誌讀到，1.65億年前，在恐龍的腳下，一簇綠色的苔蘚植物Takakia苔蘚在擠壓中倖存下來。6500萬年前，當印度大陸開始撞擊亞洲，最終形成喜馬拉雅山時，植物沿著世界屋脊一路前行，適應了新的冰凍、陽光明媚的環境。但這種陸地植物被認為是地球上最古老的植物之一，現在正在減少，部分原因可能是氣候變化。

苔蘚見證了恐龍的出現和消失

裘德·科爾曼(Jude Coleman) 發表在最新一期《自然》(Nature)的<<這種苔蘚存活了 1.65 億年，現在正面臨氣候變化的威脅>(This moss survived 165 million years — and now it's under threat from climate change)指出，「古老的植物在喜馬拉雅山形成時倖存下來，但現在可能面臨滅絕。」(Ancient plant survived the formation of the Himalayas, but might now be facing extinction.

裘德·科爾曼(Jude Coleman) 1.65 億年來， Takakia苔蘚的外觀似乎沒有變化，但矛盾的是，它的基因組中含有創紀錄數量的快速進化基因。

「每個人都在談論恐龍，並對恐龍感到興奮，」德國弗萊堡大學植物生物技術學家拉爾夫·雷斯基 (Ralf Reski) 說。「但這些苔蘚見證了恐龍的出現和消失。」

Takakia擁有植物史上數量最多的快速進化基因

具有近 4 億年歷史的Takakia屬由兩個物種組成：T. ceratophylla和T. lepidozioide s，僅在青藏高原上發現它們一起生長。每個物種也在阿拉斯加和不列顛哥倫比亞省等少數地方單獨生活，儘管它們是如何到達那裡的還是個謎。Reski 和他的同事花了十年時間在喜馬拉雅山海拔 4000 米以上的部分地區徒步旅行，以了解這種不尋常植物的秘密。

苔蘚植物是一組植物，包括苔蘚、地錢和金魚藻，之前的研究人員甚至不確定Takakia是哪種苔蘚植物。但今天在《細胞》(Cell)期刊上報導的T. lepidozioides基因組的新測序證實了其他研究表明Takakia是一種稀有苔蘚。該物種還擁有植物史上數量最多的快速進化基因。

Takakia發現了 121 個進化得特別快的基因

得益於 1.65 億年前的塔卡基亞屬 ( Takakia spp)。雷斯基和一組研究人員結合了來自蒙古的化石，結合了T. lepidozioides的形狀和基因組數據，重建了苔蘚的進化過程。Takakia的獨特之處在於，從外觀上看，它具有早期陸地植物的特徵，自從形成化石以來似乎沒有變化。例如，它的葉子缺乏當今植物所具有的獨特的頂面和底面。它們還缺乏氣孔，這是大多數植物用來「呼吸」的葉子結構。

但在內部，作者發現了 121 個基因，這些基因自那時以來進化得特別快，其中一些基因有助於它在極端環境中生存。相對於不改變蛋白質序列的突變，基因序列包含大量導致新蛋白質變體的突變。這是快速進化基因數量的兩倍，是另一種西藏苔蘚（Herbertus sendtenri）的兩倍。

研究人員認為，大約5000 萬年前，當喜馬拉雅山脈開始隆起時，塔卡基亞的棲息地海拔上升，地面暴露在更多的紫外線輻射、更低的溫度和更多的雪下，因此微小的苔蘚必須適應。這種植物的一種適應能力是其細胞中的脂質含量比其他苔蘚更高，這有助於它抵抗太陽的有害射線。

Takakia的衰退與氣溫升高近 0.5 °C 相關

「擁有整個基因組確實可以讓你了解基因進化，」加州大學伯克利分校的苔蘚學家布倫特·米甚勒說。只有少數其他苔蘚存在全基因組序列。「這確實是需要的。」但研究人員也發現了塔卡基亞陷入困境的證據。過去十年，青藏高原苔蘚的數量每年減少1.6%，下降速度快於當地其他苔蘚；國際自然保護聯盟的瀕危物種红色名錄將金魚藻列為全球易危物種。雷斯基說，隨著氣候變化改變棲息地，像塔卡基亞這樣的高度專業化的生物體已經進化到在特定的生態位中繁衍生息，它們將比其他生物體遭受更多的損失。Takakia的衰退與 2010 年至 2021 年間每年氣溫升高近 0.5 °C 相關。

但華盛頓州奧林匹亞長青州立學院的苔蘚學家拉麗塔·卡拉布里亞說，溫度可能不是植物衰退的唯一原因。苔蘚植物對其他環境變化敏感，例如空氣質量和濕度。Reski 同意這項研究的局限性在於研究人員尚不清楚Takakia衰落的確切原因。

古代基因組是某種歷史遺傳手稿

米甚勒說，古代基因組是某種歷史遺傳手稿，最好有記錄，以防T. lepidozioides滅絕。現在，基因組可用於幫助揭示更多關於苔蘚的進化歷史，並作為其深層遺傳多樣性的記錄。

未來，雷斯基和他的同事希望與青藏高原以外的塔卡基亞種群合作，更多地了解其適應性，以便制定保護計劃。「由於該物種非常稀有且擴散能力有限，因此它確實有助於為保護該物種提供更有說服力的論據，」卡拉布里亞說。