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，它們見證了恐龍的來去，逃過了數(shù)次大滅絕……然而，在一項新發(fā)表于《細(xì)胞》雜志上的研究中，來自中國的科學(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。藻苔屬是由兩種苔蘚物種構(gòu)成的，藻苔和角葉藻苔，它們單獨出現(xiàn)于美國和日本，但只在喜馬拉雅山脈的青藏高原上被發(fā)現(xiàn)一起生長。

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，它們也沒有大多數(shù)植物用來控制氧氣和二氧化碳流動的氣孔。另外，藻苔屬看起來與其他苔蘚也非常不同，事實上，在很長一段時間里，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)行了長期研究。在11年的時間里，他們收集了很多樣本，并對它們進(jìn)行了基因組測序。不僅如此，他們還收集了許多周圍生態(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1.65億年的時間里，藻苔屬在物理外觀上沒有任何改變。從基因角度看，它們的基因組長度與苔蘚植物的平均長度相當(dāng)——有27467多個基因，但其中有121個快速進(jìn)化基因。這是已知的擁有最多數(shù)量的快速進(jìn)化基因的苔蘚類植物。

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

所有這些特征，都是在大約5000萬年前進(jìn)化的。研究人員推測，這與印度大陸與亞洲在6500萬年前的碰撞有關(guān)。在碰撞發(fā)生之后，喜馬拉雅山脈開始形成。隨著喜馬拉雅山脈的隆起，大約到了5000萬年前，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)，無論藻苔屬以多快的速度調(diào)整自己的基因，在過去11年里，它們在青藏高原上的覆蓋率每年下降約1.6%，比周圍其他的任何苔蘚減少的速度都更快。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，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可能已經(jīng)滅絕了。

不過，也有人對這些頑強(qiáng)的苔蘚的命運(yùn)持樂觀態(tài)度。因為盡管青藏高原上的藻苔屬可能最終會滅絕，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，因為它們對其他環(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新的生命力。藻苔屬目睹了恐龍的來去，見證了人類的到來，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。

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