只有两片叶子却从不担心秃头的它,是植物界能活2000年的活化石

作者: Skin

来源: 把科学带回家

发布日期: 2021-11-24 13:27:35

百岁兰是世界上寿命最长的植物之一,已经存在了2000多年。它生长在非洲南部的纳米布沙漠,具有独特的生存策略,如两片永不脱落的叶子和发达的根系。科学家们正在研究其基因组,以了解其长寿和适应极端环境的秘密。

你能想象有一种植物,在恐龙还未灭绝的时代就存在,经过了漫长的历史长河,现在仍然存在在世界上吗?这是具有世界上最长寿叶子的植物——百岁兰,距今,年龄最大的百岁兰已经有2000多岁了。虽然它名字叫百岁兰(Welwitschia mirabilis),但实际上它不仅仅能活一百岁。通过碳14定年法的测量,研究者发现有些百岁兰其实已经五、六百岁了,而更大的百岁兰很有可能活到2000-3000年以上。

目前世界上最大的百岁兰,已经约1500岁了。百岁兰的学名中隐藏了一段故事,19世纪,奥地利的植物学家弗里德里希•韦尔维奇(Frederich Welwitschia)在非洲发现了一种奇怪的生物,它看起来像是长在沙漠里的章鱼,浑身布满卷曲分裂的叶子。植物学家既震撼,又恐惧,甚至“只能跪在地上,什么也做不了,唯恐一碰就会发现这种植物只是想象中虚构出来的。

”之后,百岁兰的学名以植物学家韦尔维奇命名,而mirabilis就是奇迹般的(miraculous),百岁兰的学名正是“韦尔维奇发现的神奇植物”:Welwitschia mirabilis。这种植物生长在非洲南部,安哥拉和纳米比亚沿岸的纳米布沙漠地区。纳米布沙漠是世界上最古老的沙漠之一,并且完全就是一片荒芜之地,年降水量低于25mm。

为了在这样的恶劣环境中存活下来,百岁兰进化出了奇怪的形态:一个短矮而粗壮的倒锥形树干,极长的主根用来吸收地下的水分,当然,最重要的还是它有两片永远不会脱落的叶子。在南非的语言中,百岁兰也被叫做“twee blaar kanniedood”,大意是“两片不会死的叶子”。的确如此,百岁兰终生只有两片叶子,能够持续生长数千年不会脱落。

百岁兰的根系非常发达,不仅有深入地下能够接触到地下水的主根,同时,在这片近海的沙漠中,虽然百岁兰叶片表面的气孔会因为省水而关闭,但靠近地面的须根会充分吸收清晨带来的海雾以保持湿润。

在中科院中-非联合研究中心的组织下,深圳中科院仙湖植物园万涛研究员团队、中国科学院武汉植物园王青锋研究员团队、以及纳米比亚Gobabeb研究中心、英国Kew皇家植物园、中国科学院植物研究所等单位的科学家启动了对于百岁兰的研究,从百岁兰基因组的角度上探究它的演化历史,以及生态适应性。科学家们发现,百岁兰的基因组呈现极端重度甲基化。这种甲基化能够保持基因组的完整性,还能避免DNA的有害突变。

在漫长的发展过程中,百岁兰的基因组向着越来越简单,并且“低能耗”的方向演化。而这样一种经历了漫长岁月,能够忍受极端环境的长寿植物,由于太过独特,以致于它属于百岁兰目、百岁兰科、百岁兰属,在这个大分类中,只有百岁兰这一个独苗。

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