百岁兰能活一百岁。错,其实能活两千岁
1859年,奥地利植物学家弗里德里希•韦尔威奇(Frederich Welwitsch)在非洲安哥拉的尼格罗角(Cape Negro),发现了一种怪僻的植物:它如章鱼般占据在沙地上,低矮却有木栓皮的骨干,已经很老了的样子。韦尔威奇固然不懂它是什么,却年夜受震撼。次年,伦敦林奈学会的植物学家们在描写这个新物种时,瓜熟蒂落地用了“韦尔威奇的神奇植物” Welwitschia mirabilis这个名字,它便是百岁兰。

百岁兰和它荒漠的生涯情况,出自The natural history of plants, their forms, growth, reproduction, and distribution | Wikimedia Commons
戈壁里的“无头树”
野生的百岁兰只呈现在安哥拉和纳米比亚沿岸的纳米布戈壁(Namib Desert)地带,它们是极长寿并且生长迟缓的植物。到底有几百岁呢。研讨者用碳14定年法测了两株相对较小的,发现它们年夜概是500~600岁,推想更年夜的植株可能有2000~3000岁。
1884年和2016年,分离在纳米比亚的统一所在和角度拍摄的两张照片。| Observatory Welwitschia Vlakte (A09)
让人SAN值狂失落的事实是:百岁兰只有毕生不绝生长的两片叶子,叶子基部有赓续决裂新细胞的分生组织,生长进程中被各类外力撕破,才裂开成野外这张牙舞爪的鬼样子(想象一下过切面机的面条),而跟着最长可活十年的细胞凋亡,叶尖就会枯萎,干巴巴地挂在那边。
中科院北京植物园里的这株百岁兰看着就显年青(没准比你岁数年夜……),谁小时刻还不是个双马尾了。| 紫鹬
曩昔年夜家以为百岁兰的叶子是两片一直坚持幼态的子叶,后来人工栽培息争剖研讨才颠覆了子叶假说,转而以为这是因为顶端分生组织没有机遇发育,而一直坚持活跃的侧芽。好嘛,从天山童姥酿成了无头学姐。
有人在1985到1998年间丈量了百岁兰的生长环境,发现叶子均匀天天生长0.37毫米,生长率主要随空气湿度、降水而变化。假如一次仲夏降雨量跨越11毫米,生长率会翻三倍。
艰巨过活
百岁兰日间进行光互助用,看似是“作死”行动,纳米布戈壁每年的降水也便是2~200毫米,广大的叶子在戈壁里,一天就可以蒸腾一升水啊。百岁兰叶片的气孔大概可以吸收雾气固结的水。但剖解学不支撑这个假说,并且叶子生长率与距海岸的远近关系不年夜。可能只是年夜泰西上的海雾在地面固结,然后被百岁兰的根吸收。
跟着研讨深刻,人们发现百岁兰能把夜晚吸入的二氧化碳贮备成景天酸,如许日间进行光反响就不消打开气孔了。这种多肉植物常用的节水技巧——景天酸代谢(CAM)——百岁兰也有,但彷佛不常用,以致曩昔的察看中都没发现,这就挺让人费解的。
纳米比亚荒凉中的百岁兰 | Ragnhild&Neil Crawford / Wikimedia Commons
在地下,百岁兰那简单的直根系与四种菌根(植物根与真菌共生联合)相连,并接入纳米布戈壁两种禾本科草的菌根收集。固然没有菌根也可以生涯,它们显然在有禾草和菌根的处所会长得更好,在纳米布戈壁的一些地域,百岁兰乃至成了多年生植物里的上风种。
松树的亲戚。
百岁兰毕竟是哪来的怪物。它来自一个单型科单型属,可以说是“举目无亲”,但它地点的买麻藤目(Gnetales),照样开枝散叶到了天下上很多角落,好比具有药用代价的麻黄属(Ephedra)。
西藏察隅县古玉乡路边的藏麻黄(Ephedra saxatilis)和百岁兰一样是买麻藤目标植物。| 紫鹬
对照上面两莳植物的生殖器官,可以推想它们沾点亲。嗯,它们早在侏罗纪时是一家。买麻藤目还有一支是,长得更像是“正常”的藤本、灌木和小乔木的样子。果实包被着种子的被子植物盘踞了热带丛林的绝年夜多半,但买麻藤只是高仿,貌似赤色果实的部门,是胚珠表面的假花被发育成的假种皮,没有严厉的子房布局。
不仅外表类似,买麻藤运送水分的组织分歧于其它裸子植物的管胞,有相似被子植物的导管。固然宛如处处在仿照,可买麻藤目呈现的光阴,比本日占上风的被子植物早了一个地质年月的“纪”啊。
灌状买麻藤(Gnetum gnemon)雌株 | gbohne / Wikimedia Commons
上世纪很长一段光阴,人们认定买麻藤目里演化出了被子植物的先人。然而跟着越来越多的基因被测序,年夜多半证据指向买麻藤目实在是松科的姐妹群:也便是说柏树和松树的亲缘关系,都没有百岁兰和松树近,而被子植物确定不是买麻藤目标什么子孙或者姐妹。
百岁兰牝牡异株,裸子植物的雌性和雄性生殖器官分离叫年夜、小孢子叶球,不外这里就直接叫球花吧。百岁兰的球果还真有点松科球果的样子,尤其像冷杉,并且它的种子也有小同党,也是随风流传的,一株就可以散出几万枚种子。然而,它的花粉倒是虫媒的。
曼谷拉玛九世皇家公园中的百岁兰雌株,可贵在滋生时见到它 | 紫鹬
纳米比亚的一月到三月,百岁兰会迎来年夜概8周的花期。牝牡球花在酷热时都邑散出树脂香气,而且按逐日节律发生作为传粉奖励的液滴。至少8种蝇类是传粉者,大概还有蜂类、蚂蚁参加。固然花粉也可以被风吹走,但百岁兰根本上照样靠虫豸传宗接代,或许它们的先人从三叠纪就开端和虫豸协同进化了。
赶新潮的古神
在百岁兰的身旁,恐龙鼓起又灭尽,而今途经的剑羚、犀牛和斑马也会时时来啃上一两口,品味远古的滋味,叶片里有人类已知陆地植物中最紧凑的叶绿体基因组。百岁兰光互助用效力很低,看似“老爷车”,但实在叶绿体中的DNA序列在快速演化,而且在天然选择的压力下坚持简练。
比来,仙湖植物园和武汉植物园的研讨团队以及国际互助方,发现百岁兰的细胞核基因组,经由过程DNA甲基化(在DNA分子上添加年夜量修饰,让它坚持完备却无法事情,相称于给基因贴上封条),在不转变遗传信息的前提下,维持尽可能小的能耗和赓续活跃的分生组织,实现戈壁里的超长待机(各类意义上的)。
百岁兰的植物学画图,这些剖解布局不是太典型的裸子植物,但确切又不是真的被子植物 | Walter Hood Fitch / Curtis's Botanical Magazine (1863)
在现在的气候下,被子植物把年夜部门裸子植物逼到了高寒和荒芜之地。可古老的买麻藤目,仿佛测验考试过各类可能的旧日安排者,仍介入到新天下的纷争中去,演化从来就没有什么固定偏向和高下之分。苦守在戈壁的百岁兰,波涛不惊之下暗潮涌动,它们既是汗青的见证,也是将来的另一种可能。
裸子植物
银杏
百山祖冷杉
巨柏
本文来自物种日历,迎接转发
如需转载请接洽GuokrPac@guokr.com