青藏高原上的苔蘚

在所有苔蘚中，藻苔屬是世界上最古老的陸地植物之一，它們見(jiàn)證了恐龍的來(lái)去，逃過(guò)了數(shù)次大滅絕……然而，在一項(xiàng)新發(fā)表于《細(xì)胞》雜志上的研究中，來(lái)自中國(guó)的科學(xué)家與合作者發(fā)現(xiàn)，在氣候變化的影響下，這些古老而頑強(qiáng)的物種，可能正面臨滅絕。

(相關(guān)資料圖)

大約3.9億年前，含有藻苔屬的進(jìn)化分支從其他苔蘚植物中分離出來(lái)。藻苔屬是由兩種苔蘚物種構(gòu)成的，藻苔和角葉藻苔，它們單獨(dú)出現(xiàn)于美國(guó)和日本，但只在喜馬拉雅山脈的青藏高原上被發(fā)現(xiàn)一起生長(zhǎng)。

藻苔屬有一些完全不同于其他植物的特征，比如它們有羽毛狀的葉子，不像現(xiàn)代植物的葉子那樣有上下之分，它們也沒(méi)有大多數(shù)植物用來(lái)控制氧氣和二氧化碳流動(dòng)的氣孔。另外，藻苔屬看起來(lái)與其他苔蘚也非常不同，事實(shí)上，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們甚至不確定它們是否是苔蘚植物。

古老而頑強(qiáng)

為了更好地了解這種不同尋常的植物，研究人員在海拔4000多米的青藏高原進(jìn)行了長(zhǎng)期研究。在11年的時(shí)間里，他們收集了很多樣本，并對(duì)它們進(jìn)行了基因組測(cè)序。不僅如此，他們還收集了許多周?chē)鷳B(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將收集到的現(xiàn)代樣本與一塊1.65億年前的藻苔屬化石進(jìn)行了比較。

在1.65億年的時(shí)間里，藻苔屬在物理外觀上沒(méi)有任何改變。從基因角度看，它們的基因組長(zhǎng)度與苔蘚植物的平均長(zhǎng)度相當(dāng)——有27467多個(gè)基因，但其中有121個(gè)快速進(jìn)化基因。這是已知的擁有最多數(shù)量的快速進(jìn)化基因的苔蘚類(lèi)植物。

研究人員調(diào)查了藻苔屬抵抗太陽(yáng)輻射的能力。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藻苔屬暴露在大量紫外線下時(shí)，它們并不會(huì)受到傷害，而是產(chǎn)生大量的黃酮類(lèi)化合物和多不飽和脂肪酸等代謝物來(lái)抵御來(lái)自太陽(yáng)的有害輻射。與此同時(shí)，藻苔屬也適應(yīng)了極寒的溫度，它們可以在積雪下休眠8個(gè)月，并在寶貴的三到四個(gè)月見(jiàn)光期，完成所有的生長(zhǎng)和繁殖。

所有這些特征，都是在大約5000萬(wàn)年前進(jìn)化的。研究人員推測(cè)，這與印度大陸與亞洲在6500萬(wàn)年前的碰撞有關(guān)。在碰撞發(fā)生之后，喜馬拉雅山脈開(kāi)始形成。隨著喜馬拉雅山脈的隆起，大約到了5000萬(wàn)年前，藻苔屬棲息地的海拔上升，暴露在了更強(qiáng)的紫外線、更低的溫度和更多的雪中。因此，這些小小的植物必須適應(yīng)這種環(huán)境的變化。

面臨滅絕？

然而，這些頑強(qiáng)地生存了數(shù)億年的植物，現(xiàn)在卻似乎陷入了困境。

研究人員發(fā)現(xiàn)，無(wú)論藻苔屬以多快的速度調(diào)整自己的基因，在過(guò)去11年里，它們?cè)谇嗖馗咴系母采w率每年下降約1.6%，比周?chē)渌娜魏翁μ\減少的速度都更快。研究人員認(rèn)為，這種減少與平均氣溫在2010年至2021年之間每年上升0.43°C有關(guān)。

研究人員預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)末，世界上適合藻苔屬生存的環(huán)境將僅剩1000到1500平方公里，甚至這些最古老的苔蘚到那時(shí)可能已經(jīng)滅絕了。

不過(guò)，也有人對(duì)這些頑強(qiáng)的苔蘚的命運(yùn)持樂(lè)觀態(tài)度。因?yàn)楸M管青藏高原上的藻苔屬可能最終會(huì)滅絕，但其他地方也存在藻苔屬種群，或許這些藻苔屬也能在其他地方生根發(fā)芽。

另外，有科學(xué)家提出，溫度可能不是導(dǎo)致藻苔屬數(shù)量下降的唯一原因，因?yàn)樗鼈儗?duì)其他環(huán)境變化很敏感，比如空氣質(zhì)量和濕度，因此目前并不能直接將藻苔屬的衰退歸咎于溫度上升。

目前，研究人員正在培育藻苔屬的亞種群，并將它們移植到青藏高原之外的其他地區(qū)，希望能給這種古老的苔蘚帶來(lái)新的生命力。藻苔屬目睹了恐龍的來(lái)去，見(jiàn)證了人類(lèi)的到來(lái)，我們或許可以從這些微小的植物中，了解到一些關(guān)于恢復(fù)力和滅絕的知識(shí)。

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