如果你熟悉这些植物,你肯定可以立即说出这四类植物的共同特点:活得长 。
松柏长青就不说了,人们常用“铁树开花”形容千年一遇也不说了;买麻藤中最具典型的长寿物种当数撒哈拉沙漠里的百岁兰,这种树一生只长两片叶子,平均寿命在一千年以上 。而世界上最长寿的银杏据信是山东莒县的一棵,已有三千多年的历史,相传是周公所植 。
散布在中国大地上的寿命数百上千年的银杏树比比皆是 。
松柏类植物演化出了独特的抗寒特性,而将寒温带变成了自己的主场;苏铁类干脆躲在亚热带的温暖气候里不出来;买麻藤类则是向被子植物偷学了一些特性,有点叛变的意味 。
可是,银杏是如何在自己的近亲全部灭绝的情况下还能活到现在,人们此前其实一直没搞懂 。
信息丰富的银杏基因组
银杏的唯一原产地是中国,因此揭开这一秘密的重任自然就落在我国科学家的肩上 。2016年,我国科学家解码了银杏的基因组,给我们带来了很多线索 。
首先,银杏有着一个较大的基因组,里面含有的信息非常丰富 。
科学家发现,银杏的基因组经过了两次加倍事件,其中的一次在很多植物之中都有发现,但后面的一次却是银杏独有的 。想要演化出新的、能够抗逆的基因,必须有基因作为进化的材料;而这些加倍事件为银杏提供了丰富的进化原材料 。有人会问,直接在原来的基因上进行进化不也是可以的吗?是可以没错,但是我们知道,基因的改变往往是灾难性的,也就是说变坏的可能性要远高于变好的可能性 。如果能将自身的基因加倍,那么就算其中一部分变坏,也会有相应的副本发挥正常功能,相当于免除了变坏之后的惩罚 。
因此,银杏通过全基因组加倍事件获得了足够的进化材料 。
正因为如此,银杏演化出了大量的有用基因 。科学家从银杏基因组中找到了四万八千多个基因 。相比之下,人类的基因只有两万个左右 。基因多,可以应对的变化就会增加 。而且每个基因都是潜力股,都有可能演变为新的基因,为银杏的进化带来变数 。
此外,在银杏基因组中发现了大量的LTR-RT 。LTR-RT的全名是长末端重复反转录转座子(好了不要吐槽这个名字了),它们是基因组里的小精灵,可以通过复制自身的方法在基因组里到处乱窜而且越变越多 。很多物种的基因组里都有它们的身影,但是在银杏的基因组里,它们的数量非常惊人 。它们并不会破坏基因组,反而会通过自身的随机移动而给基因组带来变数 。只要有变数,物种就有可能变成任何样子,从而增加自己活下去的可能性 。
此外,银杏基因组中有非常多关于疾病和害虫的抗性基因 。这些基因大多数都是重复的,从而使得银杏具有防御各种病虫害的能力 。
这样看来,凭借着基因的灵活多变,银杏躲过了各种灭绝事件,也挺过了数次冰川期 。
不但如此,银杏还创造了另一项世界纪录:在1945年广岛原子弹爆炸中,爆炸中心数公里内的生物大部分遭到毁灭,可是其中的6株银杏却奇迹般地存活下来,并且现在仍然枝繁叶茂 。(注:有上百株其它植物也在广岛核爆之后幸存了下来 。)
距离广岛核爆中心1130米的法专寺银杏树 。(图片来源于网络)
写到这里,笔者不禁又一次忍不住感叹适者生存的伟大 。一种数亿年前诞生的植物,在自然界的千锤百炼之下,生命力竟然是如此顽强,而这顽强的生命力,源自银杏基因组的高度重复和多变性——这是使其存活至今的重要原因 。
但却不是唯一的原因 。
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