银杏树怎样形容银杏树为什么被称为活化石

为什么存活了几亿年的银杏没有灭绝？
银杏是世界上现存最古老的树种之一。其2.7亿年的历史让人不禁要问:它们为何历经沧桑，走到今天？未来会怎样？浙江大学、中国科学院植物研究所和华大基因研究院的科学家，通过5年的合作，在完成银杏首个基因组草图后，对全球545株银杏树的基因组进行了重测序，构建了迄今为止最大的银杏遗传数据库，为人类了解银杏的进化历史和进化潜力提供了重要信息。相关论文发表在2019年9月13日的《自然通讯》上。
孤独的活化石
银杏在世界各地广泛种植，可以说是最受人类欢迎的植物之一，而孤独则是它鲜为人知的另一面。"活着的银杏是古代银杏家族中唯一幸存的成员."论文第一作者、浙江大学生命科学学院副教授赵云鹏说。
世界各地发现的化石表明，银杏曾在恐龙时代繁盛一时。当时不同属种的银杏“兄弟”门类繁多，遍布南北半球，犹如一个庞大的银杏家族。一亿年前，开花植物开始迅速崛起，银杏家族衰落，成员逐渐退出历史舞台。与现存银杏亲缘关系最近的是Kern Ginkgo biloba，它在5600万年前独立分化，早已在地球上消失。
裸子植物四大科之一的“银杏纲”，如今只剩下一个孤立的“银杏”种。神奇的是，它忠实地保留了它的祖先在几亿年前的样子——扇形的叶子有凹陷的缺口，有时会深深地一分为二——就像在化石和现实中一样。正是因为这种独特的静态风格，达尔文称之为植物界的鸭嘴兽。它还有一个更通俗的名字——“活化石” 。
关于银杏这种活化石，有两个问题。第一，世界上还有野生银杏种群吗？它在哪里？第二，银杏在进化过程中是否陷入了“灭绝漩涡”？
三个“避难所”都在中国。
植物“避难”是野生种群存在的前提。当世界经历了极端气候，尤其是冰河时期，物种灭绝，大幅度下降。一些地貌复杂的山谷，可能会成为残存森林和它们幸运物种的“避难所” 。物种的痕迹在这里逐渐缩小，当气候好转时，它们会重新出现在外界。
【银杏树怎样形容银杏树为什么被称为活化石】寻找“避难所”种群是浙江大学植物系统发育研究团队从20年前开始的工作。在时任浙江大学生命科学院院长洪院士的建议下，团队负责人付教授将该研究纳入973项目。中国东部的天目山自然保护区有254棵银杏树。是否为野生种群，学术界一直有争议。有学者认为，由于天目山的宗教活动历史悠久，这些银杏可能是僧人引进的结果。
“首先，我们从种群水平来判断是否野生，而不是评价个体植物。其次，从外观上，野生和栽培种群很难直接判断。”赵云鹏说，“但是基因不会说谎。通过遗传信息分析，我们可以根据基因多样性、稀有基因的频率、遗传成分的起源和形成过程、野外调查结果等信息来判断它们是否是野生的。”
在世界各地共采集了545个具有代表性的银杏样品，它们的胸径都在50厘米以上(50厘米的银杏树树龄在100年左右) 。他们来自中国、韩国、日本、北美和欧洲。“样品几乎覆盖了世界上所有已知的银杏自然分布区和名木，是迄今为止覆盖面最广的银杏样品采集。”第一作者之一、研究生尹说。
研究团队通过对种群遗传结构和动态历史的模拟分析，确定了银杏的四个古老遗传成分存在于中国的三个“避难所”:东部(以浙江天目山为代表)、西南(以贵州吴川和重庆金佛山为代表)、南部(以广东南雄和广西兴安为代表) 。此外，分布在湖北省大巴山区和大红山区的银杏是冰期形成的南方种群和西南种群的混合种群。
通信的作者之一傅教授说，这些不同的“避难所”保留了现有银杏的不同“家族” 。在晚更新世(51万年至14万年前)的多次冰期，不同避难所的种群发生分化，不同避难所特有的遗传成分混合在一起。
本研究进一步表明，目前全世界分布的银杏几乎都起源于以浙江天目山种群为代表的华东种群。“银杏最早迁移到日本和韩国，然后从中国东部迁移到欧美，欧洲银杏起源于中国。”赵云鹏介绍，在此之前，人们一直误以为欧洲的银杏是从日本移植过来的。“遗传成分分析告诉我们，欧洲现有的遗传成分更接近天目山的银杏，但与日本的银杏差异较大。”
著名植物学家彼德·克莱恩在《银杏:被时间遗忘的树种》一书中，曾深情地将银杏形容为中国送给世界的珍贵礼物。今天，这句话有了更有力的科学证据。
基因仍然“充满活力”
著名古生物学家周志炎院士曾说，银杏树虽然还存在于世，但实际上已经进入了进化的衰退期。他痛心地说，“银杏的多样性日益减少，随之而来的现象是物种的减少和分布区域的日益有限。”
真的是这样吗？在这项研究中，研究团队给出了乐观的答案。他们发现银杏在物种水平上保持着高水平的遗传变异。
“虽然就银杏科或银杏而言，现有物种的多样性极低，但现有银杏是一个具有足够适应潜力的物种，并不处于灭绝漩涡或进化的末期。”
赵云鹏说，“高水平的遗传变异和检测到的适应性基因，导致种群规模被压缩，然后在许多冰期后再次恢复，再加上在冰期和间冰期都可能有广泛的潜在分布区，这意味着银杏在面临环境变异时有更多的‘解决方案’ 。我们相信银杏还在继续进化，至少不会很快灭绝，它甚至可能卷土重来，重现曾经银杏家族的辉煌。”
“但是，人类对此不能掉以轻心，因为一些新的危机正在出现。”赵云鹏说，当他们在野外监测时，他们发现在许多野生银杏树周围，很少有自然更新的小树和存活3年以上10年的幼苗。“我们猜测，可能是森林郁闭度高，结实率和幼苗成活率降低；同时，松鼠等动物以银杏种子为食，进一步加剧了种子数量的减少，造成银杏的‘断代’ 。这迫切需要人类再次伸出援手，给予精准而关键的保护。”赵云鹏说。
另一个危机是，银杏大部分野生种群不在自然保护区，生态环境破坏和人为移栽对银杏构成严重威胁。
除了科学，人类需要付出更多的智慧和爱心才能让银杏活下去。

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